Mantenimiento en Latinoamerica Volumen 7 N° 1

mantonline

LOS INDICADORES BRASILEÑOS DE MANTENIMIENTO UN BENCHMARKING PARA TODO EL MUNDO EXPERIENCIA EN LA ELABORACIÓN DE UN CATALOGO DE FALLAS PARA LA INDUSTRIA DEL GAS Y PETROLEO CRITERIOS DE EVALUACIÓN DE BOBINAS DE ESTATOR PARA GENERADORES DE GRAN POTENCIA GRUPO EMPRESARIAL EPM LA GESTION DE ACTIVOS EN LA INDUSTRIA MINERA: ¿OPCION O NECESIDAD? LA IMPORTANCIA DELOS TANQUES, SU CONTEXTO OPERACIONAL Y LA SU ETAPA INICIAL DEL CICLO DE VIDA EN LOS SISTEMAS DE AIRE COMPRIMIDO. ESTUDIO Y APLICACIÓN DE LA MANTENIBILIDAD EN UNA PLANTA PRODUCTORA DE SUBSTANCIAS ACELERADORAS DE COMBUSTIÓN CÁLCULO DE LOS PARÁMETROS DE LA DISTRIBUCIÓN DE WEIBULL ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO PARA TURBINAS A GAS EMPLEADAS EN LA INDUSTRIA PETROLERA PARA LA GENERACIÓN ELÉCTRICA. EL ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD OPERACIONAL. UN CASO DE ESTUDIO

LOS INDICADORES BRASILEÑOS DE MANTENIMIENTO UN

BENCHMARKING PARA TODO EL MUNDO

EXPERIENCIA EN LA ELABORACIÓN DE UN CATALOGO DE

FALLAS PARA LA INDUSTRIA DEL GAS Y PETROLEO

CRITERIOS DE EVALUACIÓN DE BOBINAS DE ESTATOR

PARA GENERADORES DE GRAN POTENCIA GRUPO

EMPRESARIAL EPM

LA GESTION DE ACTIVOS EN LA INDUSTRIA MINERA:

¿OPCION O NECESIDAD

LA IMPORTANCIA DELOS TANQUES, SU CONTEXTO

OPERACIONAL Y LA SU ETAPA INICIAL DEL CICLO DE VIDA

EN LOS SISTEMAS DE AIRE COMPRIMIDO.

ESTUDIO Y APLICACIÓN DE LA MANTENIBILIDAD EN UNA

PLANTA PRODUCTORA DE SUBSTANCIAS ACELERADORAS

DE COMBUSTIÓN

CÁLCULO DE LOS PARÁMETROS DE LA DISTRIBUCIÓN DE

WEIBULL

ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO PARA TURBINAS A

GAS EMPLEADAS EN LA INDUSTRIA PETROLERA PARA LA

GENERACIÓN ELÉCTRICA.

EL ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD OPERACIONAL. UN

CASO DE ESTUDIO


Editorial

Recorrer el camino correcto en las actividades de

mantenimiento y gestión de activos físicos implica realizar un

gran esfuerzo, utilizar una gran cantidad de herramientas,

elegir la metodología que mejor se acomode a la organización

y contar con personal competente para realizar las diferentes

actividades tanto técnicas como administrativas.

Como personas, cada año que inicia tenemos grandes y

buenos propósitos, la invitación que en este número les hago

es a revisemos algunos posibles propósitos y veamos cuántos

o cuáles de ellos requerimos y podremos alcanzar:

1. Conseguir niveles de clase mundial o encaminarnos

hacia ello

2. Realizar una auto auditoría de mi gestión

3. Contratar una auditoría para mi gestión

4. Encontrar las brechas y definir sobre cuales trabajar

5. Generar un plan táctico y estratégico para alcanzar

los niveles deseados

6. Mejorar los niveles de capacitación propio y del

personal

7. Certificar las competencias propias y del personal

8. Revisar los cambios surgidos en el contexto

operacional y tomar las medidas requeridas

9. Revisar la táctica y la estrategia de mantenimiento

dependiendo de los cambios del contexto

operacional

10. Revisar los resultados operativos 2014 de

mantenimiento y verificar si arrojaron los resultados

estratégicos y financieros esperados por la

organización

11. Revisar las acciones que aportaron en mayor

proporción a los resultados positivos y reforzarlos

para 2015

12. Revisar las acciones que NO aportaron a los

resultados positivos y redefinirlas o eliminarlas para

2015

13. Encontrar la proporción justa de los dineros

invertidos en mantenimiento versus los dineros

operativos

14. Aumentar el ROA según las posibilidades actuales

15. Seguir disfrutando de la profesión más completa y

apasionante dentro de las ingenierías. El

mantenimiento.

Un abrazo

Juan Carlos Orrego Barrera

Director

Mantenimiento

en

Latinoamérica

Volumen 7 – 1

EDITORIAL Y COLABORADORES

Lourival Augusto Tavares

Franklin da Silva Nonato

Robinson J. Medina

Héctor Diego González

Anderson García

Jorge Morales Amaro

Marcelo A. Cassani

Candelario Romero

Michael Pérez

Francisco Martínez

Luis Hernando Palacio

Osberto J. Díaz B.

Armando Díaz

Julio Abril Romero

Jesús Cabrera

Mariana Lobaina

Juan Carlos Orrego Barrera

El contenido de la revista no refleja

necesariamente la posición del Editor.

El responsable de los temas, conceptos e

imágenes emitidos en cada artículo es la persona

quien los emite.

VENTAS y SUSCRIPCIONES:

revista@mantenimientoenlatinoamerica.com

Comité Editorial

Juan Carlos Orrego

Beatriz Janeth Galeano U.

Tulio Hector Quintero P.


LOS INDICADORES BRASILEÑOS DE MANTENIMIENTO

UN BENCHMARKING PARA TODO EL MUNDO

3ª PARTE – INDICES DE GESTION DE ACTIVIDADES

Por:

Lourival Augusto Tavares

Ingeniero Electricista.

Coordinador General de Postgrado

Ingeniería de Mantenimiento

Universidad Federal de Rio de

Janeiro

Consultor Internacional

l.tavares@mandic.com.br

Brasil

FIGURA 1

Trabajo presentado en el XI Congreso

Costarricense de Mantenimiento - 18 y 19 Jun

2014

En el análisis de los indicadores el autor contó

con la colaboración de su alumno de Postgrado

Ing. Franklin da Silva Nonato

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Índice Trabajo en Mantenimiento Correctivo – TBMC

Índice medido a través de la fórmula: TBMC = (HHMC (Horashombre

aplicados en Mantenimiento Correctivo) / HHDP

(Horas-hombre disponibles)) x 100

Indica el porcentaje de la fuerza de trabajo aplicado en el

mantenimiento correctivo.

Se entiende horas-Hombre disponibles de la diferencia entre

las Horas-hombre registradas (cantidad de personal por las

horas regulares de trabajo en el período considerado), menos

las Horas-hombre ausentes por vacaciones, accidentes

(seguros), capacitación externa, visitas a otras instalaciones o

fabricante etc.

Aunque los valores presentados están muy elevados para los

estándares tradicionales con un promedio de 29,1% en las

últimas cinco encuestas, se podría considerar como

adecuados si las empresas utilizasen criterios estratégicos

para ejecución de este tipo de actividad basados en la

criticidad de los activos.

FIGURA 3

Los dos sectores que presentaron los mayores valores

Mantenimiento Edilicio y Electro-Electrónico parecen

adecuados, una vez que es muy raro encontrar una estructura

de PCM (Planificación y Control de Mantenimiento) en estos

sectores.

La experiencia muestra que los sectores que presentan los

menores valores de correctivo, normalmente tienen buena

estructura de Planificación (particularmente los que

presentaron los seis menores valores)

FIGURA 2

La grafica de tendencia indica una reducción de un 40% a un

30% a lo largo de todo el periodo y una estabilidad (en el

entorno del 30%) en las últimas cinco encuestas. De igual

forma considerando la aplicación de aspectos estratégicos

para el mantenimiento correctivo, lo que por supuesto no era

practicado en el pasado, los valores son muy altos.

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FIGURA 4

Índice – Trabajo en Mantenimiento Preventivo por Tiempo

Índice medido utilizando la fórmula: TBPT = (HHPT (Horashombre

invertidas en mantenimiento preventivo basado en el

tiempo) / HHDP (Horas-hombre disponibles)) x 100

Indica el porcentaje de la fuerza de trabajo aplicada en el

mantenimiento preventivo programado, es decir, los que

tienen fecha predefinida para su realización, sea basado en

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unidad calendario (día, semana – la más usada - y mes) o en

unidad no-calendario (horas de funcionamiento - la más

usada - kilómetros recorridos y número de operaciones).

Este tipo de mantenimiento también es conocido como

periódico o sistemático y, hoy día solo recomendados para

actividades que se hace sin perjudicar la disponibilidad del

activo como la lubricación, la medición, la inspección, la

limpieza y los pequeños ajustes. Parte de estas actividades

pueden ser realizadas por los operadores.

Dentro de los comentarios ya hechos se observa que todos

los valores de preventivo por tiempo están elevados

destacando algunos que presentan valores arriba de 40%

(Trasporte, Electricidad, Alimentos, Minería, Hospitalario,

siderúrgico y Cemento) que necesariamente no corresponde

a la orden de reducción del correctivo.

FIGURA 5

La gráfica de tendencia muestra que con excepción del año

de 2001, los valores promedio se presentan entre el 30 y 40%,

que basado en los conceptos arriba indicados es considerado

alto.

Cuanto mantenimiento desarrolla las actividades

recomendadas como programadas (lubricación, medición,

inspección, limpieza y pequeños ajustes) la expectativa para

el valor de este indicador debe estar por debajo del 20%.

FIGURA 6

FIGURA 7

Índice – Trabajo en Mantenimiento Preventivo por Estado –

TBPE

Se mide utilizando la fórmula: TBPE = (HHPE (Horas-hombre

en Mantenimiento Preventivo por Estado) / HHDP (Horashombre

disponibles)) x 100

Indica el porcentaje de la fuerza de trabajo aplicado en el

mantenimiento preventivo no programado, es decir, los

determinados por la inspección o medición (predictivo), así

como la reparación de defectos o irregularidades en el

funcionamiento de los activos que llegan a impedir su

funcionamiento.

En este caso ABRAMAN llevó en consideración solamente el

mantenimiento predictivo.

Con el avance de la tecnología de monitoreo, se considera

como referencia para este indicador alrededor del 30% y se

puede observar que los valores están muy por debajo y que,

con excepción del sector Siderúrgico todos los demás logran,

si acaso, alcanzar el entorno del 20%.

Se observó un aumento en las cifras de la minería, lo que

refuerza el comentario realizado en los costos (reducción de

valores en equipos de monitoreo).

La industria del Papel/Celulosa tuvo un promedio mayor en

los años 90 cuando alcanzó el pico de 55%. Este sector es uno

donde se implementaron mayores cambios en los tipos de

equipos que eran más robustos y en grandes cantidades

como las máquinas de trenes, grandes engranajes y

componentes de transmisión mecánica pesada, que fueron si

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Sus datos son confidenciales y solo se utilizaran para generar el promedio de todas las empresas con las

cuales usted se podrá comparar y alcanzar niveles de clase mundial.

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endo reemplazados por equipos hidráulicos y en grandes

cantidades de accionadores en lugar de uno de gran potencia.

de forma los resultados presentados por los sectores de

Trasporte y Automotores. Aun no sea el ideal, se encuentran

cinco sectores con el valor del índice superior al 20%.

La industria civil ocupa el segundo lugar en las empresas

donde se utilizan medios para hacer la inspección y el

predictivo por su aplicación en equipos móviles. Sin embargo

los costos relativos con personal son más altos que el sector

minero debido a que todavía se llevan más los equipos a

talleres y, además, los costos con materiales son

relativamente menores.

FIGURA 8

La gráfica de tendencias muestra una cierta homogeneidad a

partir del año de 1995 Sin embargo sabemos que las técnicas

de hardware y software disponibles están en crecimiento, así

como el desarrollo de empresas especializadas en este tipo

de actividad. Es posible que la estabilidad y hasta reducción

de la tercerización por motivos económicos sea uno de los

factores que llevan al resultado presentado.

FIGURA 9

Como ya se ha indicado, merece destacarse de forma positiva

el resultado presentado por el sector Siderúrgico y destacarse

FIGURA 10

Índice – Mantenimiento Preventivo - TBMP

Calculado utilizando la fórmula: TBMP = (HHMP (Horashombre

invertidas en Mantenimiento Preventivo - por el

tiempo y por el estado) / HHDP (Horas-hombre disponibles)) x

100

Indica el porcentaje de la fuerza de trabajo aplicada en

cualquier tipo de mantenimiento preventivo es decir,

cualquier actividad que no sea de reparación de fallas

Este índice no hace parte de las encuestas de ABRAMAN

siendo obtenido por la suma de los dos anteriores (Trabajo en

Mantenimiento Preventivo por Tiempo y Trabajo en

Mantenimiento Preventivo por Estado)

Los altos valores del Preventivo por Tiempo influyen en los

resultados del indicador global de preventivo una vez que

como ya se ha observado, el Preventivo por Estado presen

estabilidad en los últimos 20 años. Si los resultados de los dos

indicadores fuesen invertidos hasta se podría decir que las

empresas brasileñas estarían sobre las referencias

internacionales pero la forma como se presentan

lamentablemente no reflejan este hecho.

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FIGURA 11

Se observa la tendencia de crecimiento de este índice que ya

es muy alto a partir del 1990 que tiene influencia del alto

valor del año de 2001 influenciado por, como ya vimos, por el

sector de Petróleo en Mantenimiento Preventivo por Tiempo.

Sin embargo este valor no influye en el cálculo del promedio

(obtenido a partir del 2005) que está por encima del mayor

valor considerado adecuado para el indicador que es de 50%.

FIGURA 12

Los Sectores Siderúrgico, Electricidad, Civil, Papel/Celulosa y

Minería tuvieron altos valores por influencia del Preventivo

por Estado, superando los sectores de Transporte y Alimentos

que presentaron altos valores de Preventivo por Tiempo y

bajos de Preventivo por Estado.

FIGURA 13 y FIGURA 14

Cuando comparamos la gráfica de espiral del Preventivo con

los valores del Correctivo que, teóricamente debería ser

inversas, se observa algunas discrepancias particularmente en

los sectores Civil, Eléctrico, Minería, Alimentos y

Azúcar/Alcohol los dos últimos con mayor destaque, una vez

que presentan altos valores de Preventivo (59,2% y 53,6%) y

altos valores de Correctivo (43,4% y 41,6%).

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En la actualidad se considera que el valor para este índice

esté alrededor de 30%, fuertemente influenciado por las

investigaciones y análisis.

FIGURA 15

Índice – Otras Actividades del Personal de Mantenimiento

OAPM

Calculado utilizando la fórmula: OAPM = (HHSA (Horashombre

invertido en Servicios de Apoyo) / HHDP (Horashombre

disponibles)) x 100

Indica el porcentaje de la fuerza de trabajo aplicada en

actividades que no entran en preventivo o correctivo de los

activos, por ejemplo, la mejora de la seguridad industrial, la

capacitación, la investigación, la ampliación de planta, la

mejora de los equipos para reducir el tiempo de intervención

(mantenabilidad) inspecciones de las piezas en el almacén,

etc.

FIGURA 17

El mayor valor se presenen el sector de Cemento y el más

bajo en el sector Hospitalario. Si el indicador realmente

representase investigación y análisis, los resultados seria

altamente coherentes.

FIGURA 16

Los valores se muestran oscilantes al rededor del valor

promedio de 16% generando una gráfica de tendencia lineal.

FIGURA 18

En la comparación de los indicadores de Correctivo,

Preventivo y Otras Actividades se observa que en todos los

sectores existe predominio del mantenimiento preventivo

sobresaliendo el Siderúrgico, Eléctrico, Civil y Transporte,

siendo que en los dos primeros el índice de correctivo es

bastante reducido. El único sector donde el mantenimiento

correctivo es mayor que el preventivo es de Mantenimiento

Edilicio, aunque los sectores Hospitalario, electro-Electrónico,

Plástico/Caucho, Automotores y Textil también presentaron

valores elevados de correctivo.

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EXPERIENCIA EN LA ELABORACIÓN DE UN CATALOGO

DE FALLAS PARA LA INDUSTRIA DEL GAS Y PETROLEO

(Final)

Introducción

Por:

Medina N. Robinson J.

MSc. CMRP. Ingeniero Mecánico,

con Especialización en Evaluación

de Materiales e Inspección de

Equipos

Consultor Senior

Integrity Assessment Services

robinson.medina@iasca.net

Venezuela

Si queremos definir un catálogo de falla podemos decir que es una interfase entre

el hombre y la máquina que va a permitir al hombre reflejar en el sistema

informático de gestión de mantenimiento lo que le está sucediendo al equipo en

operación.

Adicionalmente podemos decir que un catálogo de fallas es la mejor manera y la

más ordenada que tiene una empresa de presentarle a la organización de una

manera proactiva y en un mismo documento los elementos que causan deterioros

de sus equipos así como las acciones de mitigación que permitirán su continuidad

operacional.

En este sentido los catálogos de fallas son utilizados para que nos permita

registrar en el sistema de mantenimiento (lo más apegado a la realidad) que algo

sucedió a nuestros equipos y fue captado por algún trabajador (el mecánico, el

eléctrico, el supervisor y/o el operador), con esta información el trabajador debe

reportar y/o generar el aviso describiendo lo observado. De la calidad de esta

información dependerá la calidad de la respuesta del proceso de mantenimiento

que sigue, bien sea la planificación, la programación o la ejecución del

mantenimiento.

Tomando en cuenta lo anteriormente planteado este documento tiene como

espíritu compartir la experiencia en el proceso de construcción de un catálogo de

fallas para la industria del gas y petróleo bajo la premisa de que dicho catálogo sea

de fácil entendimiento y uso por cualquier integrante de la organización, de tal

manera de que permita al generador del aviso describir fácilmente lo observado,

al ejecutor retroalimentar fácilmente las ordenes de trabajo.

Los elementos mantenibles se obtendrán

directamente de lo establecido en el estándar

ISO 14224 Pagina 50 tabla A21 basado en el uso

de las tablas de subdivisión de equipos

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1.1 Definición de los Modos de Falla del catálogo:

Familia de equipos

Tabla

Este elemento es considerado uno de los más importantes de

un catálogo de fallas ya que permitirá al usuario la

identificación o correlación de la falla observada con el

sistema de mantenimiento, es decir se requiere que esta

columna sea lo más sencilla posible en cuanto los conceptos

que ella debe reflejar ya que la misma será parte

fundamental para conformar el aviso de avería, entendiendo

entonces que dicho aviso podrá ser emitido por cualquier

persona de la organización.

En primera instancia asumiremos el concepto de Modo de

Falla como está establecido en el estándar ISO 14224 el cual

el cual lo define como “Efecto por el cual una falla es

observada.”, concepto claro y ajustado a lo que se busca en la

conformación del catálogo.

Los modos de fallas se obtendrán directamente de lo

establecido en el estándar ISO 14224 Página 121 a la página

130. En estas tablas se plantean los modos de fallas más

relevantes para diferentes familias de equipos. A modo de

ejemplo se puede apreciar en la tabla B.6 modos de fallas

propuestos por dicha norma para equipos rotativos.

Equipos Rotativos B.6

Equipos Estáticos B.7

Equipos Eléctricos B.8

Equipos de Seguridad y Control B.9

1.2 Definición de las causas de Falla del catálogo:

Esta columna del catálogo representa conceptualmente el

evento “inicial” que originó la avería correspondiente en el

equipo y está asociado con el mecanismo de falla que actuó

sobre el componente para generar la falla. En este sentido

esta columna es fundamental para el proceso de

retroalimentación de las órdenes de mantenimiento ya

ejecutadas y no tiene nada que ver con la generación de los

avisos de avería, por lo que es recomendable que dicha

columna no esté disponible en el sistema al momento de

generar el aviso de avería.

El uso de la misma requiere de la incorporación del mayor

número de causas de fallas conocidas asociadas a causas

raíces físicas, pero también se deben incorporar causas

raíces organizacionales o latentes.

El objetivo fundamental de este elemento es identificar el

evento inicial ("causas raíz") en la secuencia que conduce a

una falla de un elemento del equipo. De acuerdo al estándar

ISO 14224, sección B.2.3., existen 5 categorías de causas de

falla, en las cuales podemos relacionar todas las causas que

puedan generar el deterioro de un equipo o componente.

Estas categorías son:

Tabla B.6 ISO 14224. Modos de fallas representativos para

equipos rotativos.

Esta tabla debe ser considerada como una guía, donde el

grupo de especialistas que desarrolla el catalogo definirá en

función del contexto operacional del equipo si todos los

modos de fallas propuestos deben ser analizados o en su

defecto de existir algún modo de falla que no sea tomado en

cuanta el mimo debe ser incorporado.

En esta normativa podemos conseguir una tabla propuesta

de modos de falla para las siguientes familias de equipos:






Relacionadas al diseño.

Relacionadas a fabricación e instalación.

Relacionadas a la operación y mantenimiento.

Relacionadas a la gerencia.

Misceláneos.

En este sentido las causas de fallas se obtendrán

directamente de lo establecido en el estándar ISO 14224

basado en el uso de la Tabla B-3 “Causas de Falla” en la

columna subdivisión de las causas de falla.

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la etapa de cierre de las órdenes de mantenimiento,

permitiendo reflejar en la misma lo que verdaderamente

desde el punto de vista de mantenimiento recibió el

componente fallado.

Tabla B.3 ISO 14224. Extractó de la tabla Causas de fallas

representativas para equipos de la industria Petrolera.

1.3 Definición de Medidas o Actividad Recomendada del

catálogo:

Medidas o Actividad Recomendada representa la cuarta

columna y su conceptualización está asociada a

recomendaciones técnicas de mantenimiento que permitan

restituir las condiciones operativas del componente afectado.

El estándar ISO 14224 establece en la tabla B-5 denominada

actividades de mantenimiento, doce (12) categorías de

actividad tanto para el mantenimiento correctivo como el

mantenimiento preventivo.

Para efectos de este documento técnico y tomando en cuenta

el espíritu de facilitar la interpretación del catálogo por parte

de los usuarios que este elemento estará conformado por los

mismos elementos del Elemento Actividades Recomendadas

solo que dichas por ser acciones de mantenimiento ya

realizadas el verbo se conjugará en pasado.

2 DEFINIENDO LAS FAMILIAS DE EQUIPOS

En la realidad el proceso de desarrollo de los catálogos de

falla de un sistema de mantenimiento debe asegurar que se

tomarán en cuenta el universo de familias suficientes que

permita la identificación exacta de un gran porcentaje de

equipos que la conforman, estableciendo como criterio el

desarrollo de catálogos de aquellos equipos que realmente

están presentes el proceso de producción.

El estándar ISO 14224 nos da enfoque aproximado de las

familias o clases de equipos (nivel 6 de la taxonomía)

utilizados en la industria petrolera, gasífera y petroquímica,

en la tabla A.4 se muestra algunas de las familias

recomendadas.

Tabla B.5. ISO 14224.Medidas o actividades recomendadas

1.4 Definición de Actividades Ejecutadas del catálogo:

Representa la 5ta y última columna del catálogo, la misma

está constituida por un conjunto de tareas en tiempo pasado

que representan la materialización de las recomendaciones

técnicas. Esta columna será fundamental para complementar

Tabla A.4. ISO 14224. Clases de equipos

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Tomando en cuenta lo anteriormente expuesto y en función

de la experiencia se complementará el universo de familias

que definirán el universo de catálogos propuestos. En la

Figura 2 se muestran las familias de equipos seleccionadas,

las cuales permitirán generara de forma precisa los

diferentes catálogos individuales de cada equipo que

conforma la familia.

Figura 2. Familias de equipos propuestas

3 DEFINIENDO LOS EQUIPOS

La tabla A.4 del estándar ISO 14224 ya trae consigo los

diferentes equipos que conforman cada una de las clases de

equipos, en función de esta información el equipo de trabajo

que desarrolla el catalogo deberá complementar dichas

clases con aquellos equipos que no aparezcan y que si

existen en la organización que desarrolla el proyecto.

A continuación se indican los equipos representativos que

conforman cada una de las clases establecidas en el

estándar.

3.1 Equipos Estáticos

Equipos

1. Intercambiadores de calor

2. Calderas / Hornos /

Mechurrios

3. Recipientes a presión

4. Tuberías

5. Tanques de almacenamiento

6. Brazos de carga

7. Balanzas

8. Diques

9. Drenajes (canales)

Tipos de equipos

Carcasa y tubo

Enfriados por aire

De placas

Reactores, separadores,

columnas, filtros,

enfriadores, entre

otros.

Tanques presurizados

de gran volumen y

Tanques atmosféricos

3.2 Equipos Dinámicos

Equipo

1. Motores de combustión

2. Compresores y Ventiladores

3. Generadores Eléctricos

4. Motores Eléctricos

5. Turbinas de Gas y Vapor

6. Expansores

7. Bombas

8. Otros equipos dinámicos

3.3 Equipos Eléctricos

Equipo

1. Suministro de potencia

ininterrumpido y baterías

2. Transformadores de potencia

3. Variadores de frecuencia

4. Líneas de transmisión,

distribución y alimentadores

eléctricos subterráneos

5. Distribución eléctrica y Centro

de control de motores

6. Sistemas de puesta a tierra

Tipos de equipos

Centrífugos

Reciprocantes

Rotatorios

Centrífugos

Reciprocantes

Rotatorios

Mezcladores, Cajas de

engranaje, y otros

equipos de las

clasificaciones anteriores

Tipos de equipos

UPS y bancos de

baterías

7. Rectificadores de protección

catódica

8. Alumbrado Luminarias y

equipos asociados

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3.4 Equipos de Seguridad

3.6 Equipos de Transporte e Izamiento

Equipo

1. Válvulas de seguridad

2. Equipos de extinción de

fuego

3. Alarmas

3.5 Equipos de Instrumentación

Equipo

1. Detectores de fuego y gas

2. Elementos primarios

3. Unidades de control

Tipos de equipos

Monitores, rociadores,

hidrantes

Anunciadores, sirenas,

alarmas luminosas

Tipos de equipos

Humo y combustión,

calor, llama, gas, UV

Indicadores, medidores,

sensores,

transductores,

transmisores

PLC, computadoras,

controladores

electrónicos,

controladores

neumáticos, relés.

1. Flota terrestre

2. Flota lacustre

3. Equipos de

Izamiento

Equipos

3.7 Utilitarios

Tipos de equipos

Vehículos sedán

Liviana

Vehículos pick-up

Camiones 350

Gandolas de carga

Pesada Equipos de

construcción y

movimiento de tierra

Lanchas de

Liviana

transporte

Remolcadores /

Barcaza

Pesada Buques de carga

Gabarras de línea /

perforación

Montacargas, grúas móviles

(telescópicas y de celosía), grúas

estáticas

4. Elementos finales Válvulas automáticas

5. Bancos de baterías de

respaldo

Sistemas de respaldo

para la instrumentación

en las estaciones de gas

Ascensores

EQUIPO

Unidades de Aire Acondicionado

TIPOS DE EQUIPOS

4 BENEFICIOS DERIVADOS POR EL DESARROLLO E

IMPLEMENTACION DE LOS CATALOGOS DE FALLA

El desarrollo de un catálogo de fallas permitirá en primera

instancia homologar los criterios para la conformación de

una base de datos de información para los análisis de

ingeniería de mantenimiento.

Facilita la generación de los avisos de solicitud de

mantenimiento en el sistema.

Facilita el proceso de retroalimentación de las órdenes de

mantenimiento en el sistema.

Permite utilizar una base de datos corporativa para el

análisis de tendencias, fallas repetitivas para la solución de

problemas recurrentes.

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Un catálogo de fallas bien definido, se constituye en una

interfase hombre sistema que facilita la simulación de la

realidad en cuanto al comportamiento de los equipos

mantenibles.

REFERENCIAS

(2) Estandar Internacional ISO 14224; “Petroleum,

petrochemical and natural gas industries — Collection

and exchange of reliability and maintenance data for

equipment”. Second Editión Año 2006.

(3) OREDA. Off Shore Reliability Data Hand Book. Volumen

1. 5 th Edition 2009

(1) Medina N. Robinson José; “Informe técnico, Desarrollo

de Catálogos de Falla. PDVSA. Venezuela. Año 2013.

Anexos - Algunos modelos de catálogos de falla

CATÁLOGO DE FALLAS PARA: MOTORES ELÉCTRICOS

COD

ELEMENTOS MANTENIBLES /

CÓDIGO

COD MODOS DE FALLA

PARTES

(MF)

COD CAUSAS DE FALLAS COD MEDIDAS GENERALES COD ACTIVIDAD EJECUTADA

10 Acople (rígido, flexible, cruceta) 10 Alta temperatura de cojinetes 10 Acople inadecuado 10 Ajustar 10 Ajustado

20 Aro salpicador de aceite lubricante 20 Alta temperatura de operación OHE 20 Ajuste inapropiado 20 Efectuar mantenimiento mayor 20

Efectuado mantenimiento

mayor

30 Cables de salida de bobinas 30

Deficiencia estructural (rotura,

desgaste, fractura, corrosión)

STD 30 Alta temperatura estator 30 Efectuar servicio 30 Efectuado servicio

40 Caja de conexiones 40 Falla de arranque FTS 40 Apernado

incompleto/deficiente

40 Inspeccionar 40 Inspeccionado

50 Cajera de cojinetes 50 Falla de instrumentacion asociada AIR 50 Arranque inapropiado 50 Modificar 50 Modificado

60 Carcasa 60 Fluctuaciones de velocidad ERO 60 Atascamiento de cojinetes 60 Realizar puesta a punto 60 Realizada puesta a punto

70 Cojinete antifricción (o bola) 70

Fuga externa (tuberias de

elementos auxiliares)

ELU 70 Ausencia de procedimientos 70 Reemplazar 70 Reemplazado

80 Cojinete de deslizamiento 80 Otro OTH 80 Baja frecuencia 80 Reparar 80 Reparado

90 Eje 90 Parada repentina UST 90 Bajo nivel de aceite

100 Empalme de conexión

Parametros operacionales fuera

100

de los limites de control

PDE 100 Bajo voltaje

110 Estator (embobinado/láminas)

Ruido (resonancia mecánica o

110 NOI 110 Bases/fundaciones/soportes

eléctrica)

inadecuadas

120 Excitatriz 120 Sobrevelocidad HIO 120 Carcasa corroída

Instrumentación asociada a

130

temperatura

130 Vibración VIB 130 Cojinetes inadecuados

Instrumentación asociada a

140 CATÁLOGO 140 DE Conexiones FALLAS PARA flojas BOMBAS

vibración

ELEMENTOS MANTENIBLES /

CÓDIGO

COD COD MODOS DE FALLA

COD Conexiones CAUSAS internas DE FALLAS COD MEDIDAS GENERALES COD ACTIVIDAD EJECUTADA

150 Jaula de ardillaPARTES

(MF) 150

erróneas

10 Aceite lubricante (y de sello) 10 Alta temperatura de cojinetes 10 Acople inadecuado 10 Ajustar 10 Ajustado

160 Línea de purga de aire 160 Contaminacion

20 Acople (rígido, flexible, cruceta)

170 Líneas de aceite

20 Alta temperatura de operación OHE

Efectuado mantenimiento

20 Controles Ajuste inapropiado desactivados o no 20 Efectuar mantenimiento mayor 20

170 mayor

puestos en servicio

Deterioro estructural (rotura,

30 Rotor Acumulador (embobinado/láminas/anillos

de fluido de barrera 30

180 desgaste, fractura, corrosión)

colectores)

STD 30 Alta presión de descarga

180 Corrosión y/o Erosión

30 Efectuar servicio 30 Efectuado servicio

190 40 RTD Amortiguador de pulsación 40 Falla de Arranque FTS 190 40 Cortocircuito

40 Inspeccionar 40 Inspeccionado

incompleto/deficiente

Sistema de enfriamiento (filtro de

Deficiencia de

200 50 Anillos de desgaste 50 Falla de funcionamiento FTI 200 50 Arranque inapropiado 50 Modificar 50 Modificado

aire, ventilador)

Mantenimiento

210 60 Sistema Aro salpicador de Lubricación de aceite lubricante 60 Falla de instrumentacion asociada AIR 210 60 Desalineación

Ataque químico 60 Probar 60 Probado

70 Aros de pistón 70 Falla de Parada STP

220 Desbalance

70 Atascamiento de cojinetes

230 Desgaste de componentes

70 Realizar puesta a punto 70 Realizada puesta a punto

Atascamiento de pistón y/o

80 Bielas / Manivelas 80 Fuga por tuberias auxiliares ELU 240 80 Desgaste de Escobillas 80 Reemplazar 80 Reemplazado

componentes

Dispositivos de protección

90 Bolsillos descargadores 90 Obstrucción de líneas auxiliares PLU 250 90 Ausencia de procedimientos 90 Reparar 90 Reparado

descalibrados y/o averiados

100 Bomba(s) de aceite lubricante 100 Otro OTH 100 Baja eficiencia

260 Ensamblaje inadecuado

110 Bridas (succión/descarga) 110 Parada repentina UST

Baja presión de aceite de

270 110 Ensuciamiento por aceite

sello

280 Error de instalación

Parametros operacionales fuera

120 Bridas de conexión 120 PDE 290 120 Error Baja presión de operación de descarga

de los limites de control

300 Falla de acople

130 Bujes 130 Ruido NOI 130 Bajo flujo agua enfriamiento

310 Falla de aislamiento

140 Cabezal de bombeo 140 Vibración / desplazamiento axial VIB

Bajo nivel de aceite

320 140 Falla de Barras

lubricante

330 Falla de control electrónica

150 Cabezote 150 Falla del calentador de

340 inadecuadas o deterioradas

espacio

160 Cableado y conduit 160 Cavitación

350 Falla del Ventilador

170 Caja de engranaje 170 Choque térmico

360 Falla en sellos laberinto

180 Cajera de cojinetes 180 Cojinetes inadecuados

370 Falta de capacitación

190 Camisa

Contaminación de fluido de

380 190 Fatiga de componentes

proceso

390 Guardacople no instalado

Controles desactivados o no

200 Carcasa 200 Instalación inadecuada del

400 puestos en servicio

guardacople

210 Cigüeñal 210 Corrosión y/o Erosión

410 Láminas flojas

Deficiencia de

220 Cilindro 420 220 Líneas auxiliares obstruidas

Mantenimiento

430 Lubricante contaminado

230 Cojinete de deslizamiento 230 Deformación

440 Lubricante degradado

Degradación externa de

240 Cojinete de empuje 450 240 Lubricante inadecuado

revestimiento

460 Materiales defectuosos

250 Columna de bombeo 250 Desalineación

Objetos extraños sueltos en

260 Diafragma 470 260 Desbalance

el equipo

270 Eje 270 Desconocida

Obstrucción de filtro(s) de

280 Empaquetaduras 480 280 Desgaste

aceite

290 Enfriador(es) 290 Dilatación térmica

Obstrucción de líneas

300 Engranajes impulsores 490 300 Diseño inadecuado

auxiliares

310 Estator (bombas cavidad progresiva) 310 Obstrucción Ensamblaje inadecuado

respiradero

500

de cajera de cojinetes

320 Expulsor (bombas slurry) 320 Error de instalación

510 Otro

330 Filtro de aceite lubricante 330 Error de operación

520 Punto caliente

Esfuerzos excesivos en

340 Impulsor(es) 530 340 Quemado

tuberías

540 Roce mecánico rotor/estator

350 Inductor 350 Excentricidad

550 Rotura de polea

360 Instrumentación asociada a flujo

Excesivo desplazamiento

560 360 Rotura del eje

axial

570 Sabotaje

Falla de acondicionamiento

370 Instrumentación asociada a nivel 580 370 Sellos inadecuados

de aceite

Sistema de enfriamiento

380 Instrumentación asociada a presión 590 380 Falla de Cojinetes

ineficiente

390 Instrumentación asociada a 390 Sistema Falla de control de lubricación electrónica

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21


CRITERIOS DE EVALUACIÓN DE BOBINAS DE ESTATOR

PARA GENERADORES DE GRAN POTENCIA

GRUPO EMPRESARIAL EPM

(Final)

Introducción

Este documento tiene la intención de abordar temas inherentes a las pruebas para

la selección o calificación de los elementos que componen las bobinas de estator

empleadas en los generadores sincrónicos de gran potencia. La intención es

familiarizarse con los conceptos aquí presentados con el fin de tener criterios de

decisión a la hora de recibir devanados para su aceptación o rechazo dada la

respuesta que presenten los mismos frente a las pruebas a las cuales serán

sometidos.

Por:

Anderson García

Vásquez

Ingeniero Electricista.

Esp. En gerencia de mantenimiento

Ingeniero de la Unidad

Operaciones Guadalupe

Grupo Empresarial EPM E.S.P

anderson.garcia@epm.com.co

Colombia

Héctor Diego González

Sánchez.

Ingeniero Electricista.

Magíster en Sistemas de

Generación de Energía Eléctrica

Ingeniero de la Gerencia Centros

de Excelencia Técnica

Grupo Empresarial EPM E.S.P

hector.gonzalez@epm.com.co

Colombia

Trabajo presentado en el XI Congreso

Costarricense de Mantenimiento - 18 y 19 Jun

2014

En el análisis de los indicadores el autor contó

con la colaboración de su alumno de Postgrado

Ing. Franklin da Silva Nonato

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22


Pruebas Eléctricas

Resistencia de Aislamiento. Mediante esta prueba se

determina la capacidad del aislamiento eléctrico de un

bobinado para resistir el flujo de la corriente directa. Es el

resultado del cociente de la tensión continua aplicada

dividido por corriente que circula a través de aislamiento de

la máquina. Este valor es corregido a una temperatura de 40 °

C, luego el valor de las resistencia es Rc = KT RT, donde KT es

el coeficiente de temperatura de la resistencia de aislamiento

(ver figura 3), cuyo valor puede variar si el aislamiento que se

está evaluando es termoplástico (p.e. asfálticos) o

termoestable (p.e. epóxicos o poliésteres) ver Figura 3, luego

la temperatura afecta de manera notoria el valor de la

resistencia de aislamiento. El tiempo de aplicación del voltaje

normalmente es de 1 minuto, sin embargo, se pueden usar

otros valores (minutos o segundos) y la relación entre dos

valores de resistencia tomados a diferentes tiempos es

conocida como Índice de Polarización (IP) para el caso de

aislamientos de devanados de estator ó Índice de Absorción

(DAR) para aislamientos de devanados de rotor.

Figura 3. Factor de Corrección por Temperatura para sistemas

de aislamiento “Termoplásticos” (asfalto) y “Termoestables”

(epóxidos o poliésteres).

En una prueba de Resistencia de Aislamiento se evalúa el

comportamiento de varias corrientes: corriente de fuga,

corriente de absorción, y corriente capacitiva, considerando

la corriente conductiva de valor cero, ver Figura 4. El

comportamiento de estas corrientes permite establecer la

condición del aislamiento en cuanto a humedad y

contaminación.

Una disminución significativa en la resistencia de aislamiento

con un aumento en la tensión aplicada puede ser una

indicación de problemas en el aislamiento. Estos problemas

pueden deberse a imperfecciones o fracturas del aislamiento,

agravados por la presencia de contaminantes, de humedad o

el resultado de otros fenómenos de deterioro.

Figura 4. Tipos de Corrientes para un aislamiento epoxy-mica.

El estándar aplicable [8] define valores mínimos de IP

dependiendo del aislamiento bajo prueba, así como también

criterios para varias situaciones de evaluación de los

aislamientos empleando esta prueba, tales como: “si la

resistencia de aislamiento es de valor superior a los 5000

MOhm el IP pierde relevancia”.

Rigidez Dieléctrica. La rigidez dieléctrica de un material es el

valor límite de voltaje aplicado sobre el espesor del material

(kV/mm) [9], siendo que a partir de este valor, los átomos

que componen el material para ionizar el material dieléctrico

dejan de funcionar como un aislante. Los factores que

influyen en el valor de la rigidez dieléctrica son: temperatura,

espesor del dieléctrico, tiempo de aplicación de la diferencia

de potencial, tasa de crecimiento del voltaje. Para un gas, la

presión es un factor importante. Esta prueba tiene

aplicaciones en líquidos aislantes o en el aire, en placas para

la fabricación de materiales aislantes. Referentes

internacionales establecen valores de rigidez dieléctrica ente

55 y 65 V/mils, es decir entre 2165 y 2560 V/mm [10]. En la

Figura 5 se puede apreciar un equipo para la prueba.

Figura 5. Equipo para prueba de rigidez dieléctrica. Cortesía

AEPI, División Laboratorio.

Alta Tensión. Es una prueba que se emplea para verificar la

eficacia del armado de un devanado de estator de un

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23


generador sincrónico [11]. Esta prueba, que evalúa la

condición del aislamiento de la máquina, se puede llevar a

cabo en la fábrica o en campo durante la instalación de un

devanado de estator, como condición de aceptación, para

verificar la eficacia de las reparaciones o el mantenimiento,

después de una ocurrida una falla. Como prueba de

aceptación, la prueba de alta tensión con tensión DC se

realiza generalmente para proporcionar cierta seguridad de

que el aislamiento tiene un nivel mínimo de soportabilidad

eléctrica. Una falla durante una inspección a una tensión

adecuada indica el aislamiento no es apto para ser puesto en

servicio. Generalmente se emplea un valor de corriente

aceptable de 100 microamperios, este valor ya no aparece en

las versiones del estándar y queda a criterio del personal de

mantenimiento definir el nivel de corriente aceptable para

poner en funcionamiento un devanado de estator. El

estándar define varios criterios para el nivel de voltaje a

aplicar, dependiendo de si se está probando bobinas en

condición de nuevas o bobinas que han estado sometidas a

condiciones de operación y establece como criterios: dos

veces la tensión nominal más un kilovoltio multiplicado por el

factor 1.7. Para situaciones de mantenimiento, es decir,

aquellas en donde han sido realizadas labores sobre el estator

de las unidades de generación, se pueden tomar como

referencia los siguientes valores:

1.25 – 1.5 Vnom L-L ó

0.65 – 0.75 Vprueba AC, es decir,

(0.65-0.75)*(2*VnomL-L+1000) VAC.

Criterio del punto final [12]. Una prueba de resistencia

eléctrica del aislamiento (Alta Tensión) es utilizada

generalmente para determinar el punto final de la prueba

cíclica termomecánica. Por lo tanto, se sugiere que los

especímenes se ensayen periódicamente con una tensión

alterna de 2E + 1 kV o una tensión continua de 1,7 × (2E + 1)

kV durante 1 min, y continuamente hasta que uno de ellos

falle. El uso de la prueba de Alta tensión como un punto final

puede ser poco práctico en situaciones que involucran

modelos o especímenes cortos con poca distancia de fuga

que pueda impedir un flashover. Se busca que las muestras

de ensayo tengan un tamaño adecuado para proporcionar

una adecuada distancia de fuga, sin embargo, si esto no es

factible, el examen visual puede ser utilizado para determinar

un punto final. Este último método es algo subjetivo y puede

conducir a variabilidad en los resultados. En ocasiones los

fabricantes superan esta limitación mediante la inmersión de

las muestras en aceite, sin embargo, la exposición a aceite

cambia el estado de la superficie de la muestra y puede

alterar los resultados del ciclado termomecánico de la

prueba. Por lo tanto, la de esfuerzo eléctrica de alta tensión

en aceite no se recomienda. Si un punto final no se ha

alcanzado, la prueba de Alta tensión puede ser realizada

repetidamente. Este método puede ser empleado para

realizar comparaciones útiles cuando otros medios de

identificación de la degradación dan poca o ninguna

indicación.

Estimación de la vida media de un aislamiento. Este es un

aspecto que es tratado en el estándar IEEE Guide for the

Statistical Analysis of Thermal Life Test Data [13], apoyado en

el modelo de Arrhenius plantea que la vida media de un

aislamiento está caracterizada por una reacción y modo de

falla dominante sobre un rango de temperatura específico,

sin embargo, se pueden presentar reacciones y modos de

falla diferentes sobre rangos de temperatura diferentes y con

variaciones en los estrés mecánicos con las limitaciones de

modo de falla. La relación de Arrhenius se ajusta a los datos

temperatura vs. Vida del aislamiento, más no siempre es

aplicable. La ecuación de Arrhenius para una velocidad de

reacción química es:

(-E / RT)

k = D*exp

La vida media L de un aislamiento se supone que es

inversamente proporcional a la velocidad de la reacción

química k, así:

logL= constant + E RT 2.303

La ecuación de Arrhenius expresada de la forma algebraica

es:

M(X) = A + BX

En donde los factores A y B son calculados dependiendo de la

población de aislamientos, los especímenes de prueba, los

métodos y los modos de falla. En la práctica, la aplicación de

la ecuación de Arrhenius a menudo es válida.

La necesidad de contar con procedimientos de

envejecimiento acelerado y de información necesaria para

evaluar los polímeros a pesar de su rápido desarrollo y de las

capacidades térmicas de los materiales empleados en los

aislamientos eléctricos han generado estándares

internacionales que plantean metodologías para la evaluación

de los mismos [14], algunos de ellos proporciona orientación

sobre la elección de los criterios de prueba para la

determinación de las características de resistencia térmica

[15][16] que incluye una lista de los procedimientos

publicados existentes.

Voltage Endurance [17]. Es una prueba que se recomienda

para conocer la soportabilidad a la tensión de las bobinas.

Este tipo de pruebas aplica para máquinas con una tensión

nominal entre 4 y 22 KV, 50/60 Hz. Puede ser realizada ya sea

a temperatura ambiente o a temperatura elevada. Las

muestras a ensayar deben ser una cantidad representativa de

las barras o bobinas utilizadas en la máquina, y debe incluir la

barra con el aislamiento total y su construcción debe ser tal

cual como si fuera a ser instalada en la máquina. El estándar

no es específico en relación con tiempos de vida esperados

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24


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25


ajo condición de voltaje de sometimiento. Para su

realización se definen el voltaje y la temperatura de la

prueba, el tiempo de vida mínimo aceptable, y el número de

muestras a ensayar se deben establecer antes de la prueba.

Los valores recomendados son abordados en el estandar IEEE

1553 [18].

Cuando cinco o más bobinas o barras idénticas han sido

probadas, los datos pueden ser analizados usando métodos

rigurosos estadísticos. Se utiliza por lo general la distribución

de probabilidad de Weibull con sus dos parámetros:

Trazado en papel logarítmico y los métodos para estimar los

parámetros de probabilidad se discuten en el estándar IEEE

930 – 2007 [19].

La temperatura de envejecimiento es acordada entre cliente

y proveedor. Para un aislamiento clase F, se tiene que la

temperatura Rise es de 155 °C y si se le restan los 40°C de la

temperatura ambiente quedarían 115°C que es la

temperatura a la cual debería ser sometidas las bobinas con

el fin de estresar al límite los aislamientos empleados y estos

deberían soportar, al fin y al cabo estarían sometidos tan solo

a una fracción de tiempo (250 o 400 horas). Los cuatro (4)

prototipos deben resistir la tensión indicada sin falla, sin

embargo, se considera prueba exitosa si solo uno de los

prototipos falla entre las 200 y 400 horas. Si una de las

muestras llega a fallar antes de las 400 horas, se adicionan

dos muestras más y deberán estar expuestas un tiempo

promedio de soportabilidad igual o mayor a las 400 horas.

Una vez finalizada la prueba, a cada una de las bobinas

sometidas a la prueba Voltage Endurance, se les mide las

descargas parciales a 16 Kv.

Envejecimiento Acelerado. Existe un procedimiento destinado

a simular el envejecimiento térmico cíclico que sufren los

aislamientos por la operación de las unidades de generación.

El procedimiento es realizado bajo condiciones controladas,

lo cual permite obtener resultados significativos en un tiempo

razonable. La aceleración de la degradación es lograda

aplicando repetidamente ciclos de calentamiento y

enfriamiento para las muestras de ensayo sin ningún tiempo

de retención en las temperaturas máximas o mínimas. La

prueba puede ser realizada en la producción, en la creación

de prototipos o durante el diseño de barras / bobinas

similares que no están previstas para su uso posterior en un

bobinado ya que la prueba produce un envejecimiento del

aislamiento. Las características de este procedimiento están

descritas en el IEEE Std. 1310 – 2012 [20].

Descargas Parciales. Durante el funcionamiento de las

máquinas rotativas, los aislamientos están sometidos a

esfuerzos eléctricos, térmicos, mecánicos y ambientales que

actúan e interactúan para causar cambios irreversibles en las

propiedades del aislamiento. Las tensiones aplicadas inician

mecanismos de envejecimiento que eventualmente llevan a

la falla del aislamiento. El propósito de esta prueba es

proporcionar medios de evaluación del envejecimiento del

groundwall y sistemas de aislamiento. Esta prueba establece

la base para evaluar el envejecimiento del sistema de

aislamiento eléctrico como resultado de las influencias

ejercidas por los esfuerzos antes descritos. Una descarga

Parcial es una descarga eléctrica incompleta que sirve de

puente sólo parcialmente, es un tipo de descarga transitorio

localizada, resultante de la ionización de un gas inmerso en

un sistema de aislamiento cuando la tensión de voltaje

excede un valor crítico [21].

Factor de potencia. El circuito eléctrico equivalente de un

sistema de aislamiento con una pérdida dieléctrica puede ser

representado por una resistencia cualquiera en paralelo con

una capacitancia o una disposición en serie de componentes

pasivos [22]. Ambas representaciones se dan en las Figuras 6

y 7. El aislamiento está representado por un condensador sin

pérdidas, y la resistencia representa la pérdida dieléctrica. Los

términos factor de potencia y factor de potencia tip-up se

utilizan para conocer un poco las pérdidas dieléctricas.

También puede ser usado el término factor de disipación o

tangente delta. La comparación del factor de potencia y

factor de disipación surge cuando se analizan los ángulos de

fase y los ángulos de pérdida complementarios. Las dos

mediciones son casi lo mismo para un espécimen con un

factor de potencia o factor de disipación de 0,1000 o menor.

Figura 6. Circuito paralelo y diagrama vectorial.

Figura 7. Circuito serie y diagrama vectorial.

Las siguientes ecuaciones muestran cómo el factor de

potencia y factor de disipación se pueden convertir uno en el

otro.

PF

DF


DF

1 DF

PF

1 PF

2

2

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26


Con esta prueba se pretende medir los cambios en las

propiedades del material en función del tiempo, temperatura,

frecuencia, fuerza y deformación. La deformación se puede

hacer en ciclos constantes de oscilación o un tipo de fijo de

ciclos de interés. Las muestras utilizadas para la medida

pueden ser sólidas, películas, fibras, geles o líquidos viscosos,

y la temperatura de trabajo está entre -150 a 600 °C.

Pruebas Mecánicas

Ensayos de tracción y compresión en Máquina Universal. Los

cuerpos de prueba son deformados cuando son sometidos a

una carga, en el sentido de la compresión o la tensión. Por

medio de un equipo de una célula de carga con una capacidad

máxima de 10 kN, operado por un software que controla la

velocidad de prueba, es posible calcular la resistencia del

material. Pueden realizarse ensayos en temperaturas entre -

80 ºC y 180 ºC. Para la prueba se emplean accesorios tales

como: Garra con accionamiento neumático (para materiales

compuestos), dispositivos para la flexión en caliente y frío,

dispositivo para la prueba de delaminación, dispositivo para

ensayo de tracción, dispositivo para la compresión paralela y

perpendicular, dispositivo para corte interlaminar. Las

anteriores pruebas califican desde el punto de vista mecánico

los aislamientos en cuanto a su sopotabilidad a tracción,

flexión, compresión, alargamiento, flujo cortante,

delaminación Pull-Off. Las probetas empleadas para este tipo

de pruebas son definidas en el correspondiente estándar [23].

Equipo para Ensayos de Impacto. En los ensayos de impacto

(Charpy y de Izod), el cuerpo de prueba es sometido a una

fuerza repentina, que promueve una fractura. La energía

absorbida en la ruptura del material causada por el impacto

del péndulo en la muestra, es utilizada para calcular la

resistencia a los golpes tipo martillo, [kJ/m²]: = F * 1000 / * b

* h, siendo F la fuerza [J], b = ancho [mm], h = altura [mm]. En

EPM se exige que el valor a soportar de este esfuerzo deba

ser al menos de hasta 50 J/m2.

Ensayo con Durómetro Barcol. El método Barcol es una forma

de evaluar la dureza de un material mediante la medición de

la resistencia a la penetración de una punta de acero forzado

por un muelle. En el instrumento de medición, llamado el

durómetro Barcol (ver figura 8), hay un rango entre 0 y 100.

Este método de medición es utilizado para obtener la dureza

de las aleaciones de aluminio, metales de baja dureza como el

plomo y el latón, polímeros, caucho y cuero. Además, es

utilizado para medir el grado de polimerización de las resinas.

Está estandarizado por las normas ASTM D2583 [24] y ASTM

B648 [25]. Complementa los análisis de termogravimetría,

tratamiento térmico, prueba de ignición, determinación de

las cenizas y las cargas y determinación de sólidos en

suspensión.

Figura 8. Durómetro Barcol. Cortesía AEPI, División

Laboratorio.

Microscopio Estereoscópico Trinocular con Zoom. Con el uso

de un estéreo-microscopio conectado a un sistema de

iluminación y transiluminación (incidente y transmitida), con

vista ampliada en tres dimensiones de los objetos en

observación, es posible ver la condición de los materiales que

componen el aislamiento y detalles de la calidad del proceso

de fabricación de los aislamientos. Cuando este equipo está

equipado con el sistema de zoom, alcanza toda la magnitud

de una manera continua (450X). Esta aplicación es

comúnmente utilizada para determinar el contenido de

vidrio, la cantidad de burbujas en la superficie, buscar

defectos en los materiales, tales como la delaminación, no

uniformidad, y la presencia de contaminantes.

Prueba Gel Timer. Es una prueba a realizar para la

determinación del tiempo de gel en resinas liquidas con

temperatura de polimerización ambiente hasta 300 °C. Muy

útil para conocer el tiempo de polimerización de algunas

resinas empleadas en los trabajos de intervención que se

realizan sobre los estatores y rotores.

CONCLUSIONES



Se acaba de presentar un compendio de pruebas de

calificación de los procesos empleados para la

fabricación de bobinas para estatores de grandes

generadores de potencia eléctrica, pruebas en su

mayoría destructivas y conocidas como pruebas Tipo. El

enfoque de estas pruebas está orientado a calificar

procesos de fabricación de los aislamientos de las

bobinas referenciadas.

Las pruebas tipo garantizan que los fabricantes de

bobinas utilicen los materiales de características iguales

o mejores que los definidos en las especificaciones

técnicas del un pliego y así mismo, garantizar que el

producto posea materiales de la más alta calidad,

capaces de durar la vida útil esperada, no inferior a un

tiempo estimado de 20 años.

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27


Las pruebas se deben mirar como un todo, y aunque se

deben analizar una a una en sus resultados, es de vital

importancia tomar decisiones con el conjunto de

resultados, principalmente cuando estos son inferiores a

los exigidos al fabricante

La realización de las pruebas Tipo permiten identificar

aspectos que pueden impedir el diagnóstico del

aislamiento y el modo de su envejecimiento a lo largo de

su vida útil (caso Patente USA 5175396 bobina roebel

platina).

La participación del personal de mantenimiento en este

tipo de pruebas genera experiencia y conocimiento que

lo llevan a reflexionar sobre las prácticas laborales y la

forma de implementar mejoras en los procesos de

mantenimiento.

REFERENCIAS

[1] ASTM E1131 − 08 (Reapproved 2014). Standard Test

Method for Compositional Analysis by Thermogravimetry.

[2] IEEE Std 1-2000 (Revision ofIEEE Std 1-1986).

Recommended Practice General Principles for Temperature

Limits in the Rating of Electrical Equipment and for the

Evaluation of Electrical Insulation.

[3] ASTM D3850 – 12. Standard Test Method for Rapid

Thermal Degradation of Solid Electrical Insulating Materials

By Thermogravimetric Method (TGA).

[4] Advanced Engineered Products International (AEPI)

do Brasil. General Information About the Laboratory División

and the Line Products. 2012.

[5] IEC 60216-1 Electrical insulating material –

properties of thermal endurance. Part 1: Aging procedures

and evaluation of test result.

[6] IEC 60216-2 Electrical insulating material –

properties of thermal endurance. Part 2: Determination of

thermal endurance properties of electrical insulating

materials – Choice of test criteria.

[7] ASTM D3418 − 2012. Standard Test Method for

Transition Temperatures and Enthalpies of Fusion and

Crystallization of Polymers by Differential Scanning

Calorimetry.

[8] IEEE STD 43 2013. Recommended Practice for Testing

Insulation Resistance of Electric Machinery.

[9] ASTM D149 – 2013. Standard Test Method for

Dielectric Breakdown Voltage and Dielectric Strength of Solid

Electrical Insulating Materials at Commercial Power

Frequencies.

[10] Harder, William R. National Electric Coil.

Comparative Evaluations of Coil Insulation Systems in

Hydrogenerator Uprates and Refurbishment. Columbus, Ohio.

[11] IEEE Std 95 – 2002 (Revision of IEEE Std 95-1977).

Recommended Practice for Insulation Testing of AC Electric

Machinery (2300 V and Above) With High Direct Voltage.

[12] IEEE Std 434 – 2006 (Revision of IEEE Std 434-1991).

Guide for Functional Evaluation of Insulation Systems for AC

Electric machines Rated 2300 V and Above.

[13] ANSI/IEEE Std 101 – 1987 (R2010) (Revision of IEEE

Std 101-1972) Guide for the Statistical Analysis of Thermal

Life Test Data

[14] IEEE Std 99-2007. Recommended Practice for the

Preparation of Test Procedures for the Thermal Evaluation of

Insulation Systems for Electrical Equipment.

[15] IEEE Std 98-2002. Standard for the preparation of

test procedures for the thermal evaluation of solid electrical

insulating materials.

[16] IEEE Std 275-1992. Recommended practice for

thermal evaluation of insulation systems for AC electric

machinery employing form-wound pre-insulated stator coils,

Machines rated 6900 V and below.

[17] IEEE-1043 Recommended practice for voltageendurance

testing of form-wound bars and coils.

[18] IEEE Std 1553 – 2002. Trial – Use Standard for

Voltage – Endurance Testing of Form-Wound Coils and Bars

for Hydrogenerators.

[19] IEEE Std. 930 – 2007. Guide for the Statistical

Analysis of Electrical Insulation Breakdown Data

[20] IEEE Std 1310 – 2012. Trial Use Recommended

Practice for Thermal Cycle Testing of Form-Wound Stator Bars

and Coils for Large Generators.

[21] IEEE Std 1434-2000. Trial-Use Guide to the

Measurement of Partial Discharges in Rotating Machinery.

[22] IEEE Std 286 – 2000(R2012). Recommended Practice

for Measurement of Power-Factor Tip-Up of Rotating

Machinery Stator Coil Insulation

[23] Standard test methods for tension testing of metallic

materials. Norma ASTM E8M.

[24] ASTM D2583 − 07 D2583 − 13 Standard Test Method

for Indentation Hardness of Rigid Plastics by Means of a

Barcol Impressor

[25] ASTM B648–78 (Reapproved 2006) Designation:

B648 – 10 Standard Test Method for Indentation Hardness of

Aluminum Alloys by Means of a Barcol .

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LA GESTION DE ACTIVOS EN LA INDUSTRIA

MINERA: ¿OPCION O NECESIDAD

(Final)

Por:

Jorge Morales Amaro

MBA, CMRP, PMP

Ing. de Mantenimiento y

de Proyectos

Supervisor de Activos en Antamina.

jorgemaestria@gmail.com

Perú

¿TODOS LOS PROYECTOS SON BUENOS

Los proyectos y adquisiciones que agregan valor al negocio son “buenos” y los que

no agregan valor no son “buenos”, aunque pueden ser necesarios y los “malos”

son los que destruyen valor y además no son necesarios. La única manera de

agregar valor a través de los proyectos, tiene dos caminos, o aumentan la

producción o reducen los costos.

Pero existen los proyectos denominados de “sostenibilidad”, incluyendo los

proyectos de seguridad, ambientales y sociales, que son necesarios para asegurar

la operación, pero que no la aumentan y generan incremento en los costos

operativos. Estos deben ser debidamente identificados para optimizar el CAPEX y

minimizar su impacto en el OPEX.

Los proyectos de innovación o de I&D, tienen un alto riesgo de que no tengan

retorno en el corto plazo, son necesarios para implementar nuevas tecnologías,

pero no siempre funcionan, pero si tienen éxito pueden impactar positivamente

en la generación de valor.

Lo importante de este punto es aprender a distinguir entre los tipos de proyectos

en su impacto en la generación de valor en la organización.

En el presente trabajo se aborda el proceso de

diagnóstico y solución de esta problemática

enfatizando en la utilización de técnicas de

análisis de sistema y en particular el análisis

ODS (Operational Deflection Shape).

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LA PÉRDIDA DE LA PRODUCTIVIDAD O LAS FUENTES DE DESTRUCCIÓN DE

VALOR

Un análisis holístico de la productividad incluye la mejora de

la eficiencia y eficacia de los procesos y de los sistemas de

gestión, de la eficiencia de los activos físicos y de las

dimensiones de la organización. Las empresas minera

exitosas, han cambiado su enfoque estratégico, desde la

expansión de la capacidad de producción a la ampliación de la

capacidad para mejorar la productividad, comprenden que la

productividad crea valor al reducir los costos unitarios a

través de la eficiencia y por el aumento de los volúmenes de

producción. Hay otras maneras de crear valor, por ejemplo

con una disciplina y priorización del gasto del capital,

priorizando eficazmente los proyectos y adquisiciones,

reducción del capital de trabajo, reducción del capital de

mantenimiento para la renovación de la flota, etc. Sin

embargo mejorar la productividad tangiblemente y

sosteniblemente es complicado, los programas de mejora de

la productividad fracasan, porque los ejecutivos no tienen

una visión de productividad a largo plazo, no inculcan los

nuevos comportamientos en su línea de mando, no superan

los silos funcionales de la organización ni se adaptan a la

nueva cultura de cambio. Tener activos físicos eficientes,

requiere una mejor comprensión del potencial del recurso,

reevaluar los procesos, la configuración y la selección del

activo, para aumentar el rendimiento y reducir los costos,

recordar que el objetivo es “hacer más con menos”, por otro

lado, sabemos que obtener mejores ganancias

sosteniblemente es una función directa de la gente de

excelencia, es importante establecer elementos para crear

una fuerza de trabajo, motivada, responsable y capacitada.

Esos dos pilares, activos físicos eficientes y personas de

excelencia, se fomentan a través de sistemas de gestión

eficaces, que a su vez cuentan con una planificación

integrada, un buen gobierno, cumplimiento y rendición de

cuentas, gestión de los riesgos, gestión del desempeño,

gestión de la información, con análisis precisos y la toma de

decisiones oportunas. Entre las principales causas para el

decremento de la productividad se pueden mencionar:

a) La escasez de talentos.

b) Ineficiente asignación de capital.

c) Incremento de la planilla laboral.

d) Incremento del trabajo tercerizado sin reducir la planilla

propia.

e) Reducción del tiempo efectivo de trabajo.

f) Los silos funcionales y de información.

g) El divorcio entre Proyectos y Operaciones.

h) La poca importancia de la Planificación.

i) La cultura del desperdicio.

j) Incremento de la burocracia.

¿CÓMO REVERTIR ESTA SITUACIÓN

Con los altos costos y la caída de los precios, muchas minas

recortan indiscriminadamente los costos, se erosionan los

márgenes de ganancias, los flujos de efectivo y el valor en

libros de los activos caen, estas condiciones han dañado la

confianza de los accionistas y hacen que sea más difícil atraer

capitales. Los mineros no pueden controlar la economía

mundial ni los precios de las materias primas, sin embargo,

pueden controlar la forma en que operan, pueden convertirse

en mineros con costos más bajos, pero tendrán que alejarse

de la indiscriminada reducción de costos y moverse hacia los

programas de gestión de costos sostenibles.

Kari Komonen, del Centro de Investigación Técnica de

Finlandia, sostiene que “estos factores han impulsado a

muchas organizaciones a reconocer el potencial estratégico,

pero largamente desaprovechado de sus activos físicos,

especialmente en lo referente a la competitividad, la

flexibilidad, la productividad y los riesgos estratégicos, en

muchas empresas el nivel de inversiones ha disminuido a

niveles muy bajos, incluso por debajo de las depreciaciones,

en este sentido, la importancia de la gestión de activos de las

instalaciones existentes se ha convertido en la principal

cuestión a tratar, siendo un desafío el cómo mantener o

mejorar los beneficios del ciclo de vida de la inversión original

y al mismo tiempo, mejorar la sustentabilidad de las

soluciones que los activos proveen. La industria está

enfrentada a una situación de creciente competitividad, por

lo que los análisis económicos son cada vez más importantes

en la gestión de activos, de este modo, las dinámicas de

mercado, las opciones tecnológicas, los objetivos de

rentabilidad y de costos de ciclo de vida, tienen una influencia

significativa en la estrategia de activos y en decisiones

estratégicas de la organización”. Fredy Kristjanpoller, de la

USM de Chile, cree que ninguna norma, metodología o

estándar, por sí mismo, puede provocar una modificación en

la conducta. Reconoce que la ISO 55000 permitirá establecer

claramente las buenas prácticas y el grado de maduración de

las organizaciones intensivas en la gestión de activos y afirma

que este “gran cambio dependerá de la manera en que las

personas y organizaciones comprendan, compartan y

apliquen sus principios”.

¿LA GESTIÓN DE ACTIVOS, SERÁ LA SOLUCIÓN AL GRAN PROBLEMA

La gestión de activos no es un tema nuevo que ha salido de

repente y de la nada, detrás del ISO 55000, existen muchos

estándares, prácticas y profesionales que han trabajado por

décadas para sentar las bases de este nuevo conocimiento. La

gente se ha dedicado a las actividades de la gestión de activos

por cientos de años atrás, desde la aparición de las primeras

máquinas y de la necesidad de repararlas. La novedad de la

gestión de activos es que integra todas las prácticas y

procesos de la organización con un enfoque en los activos.

Existen muchas razones por las que la gestión de activos se ha

convertido en una parte esencial de las actividades de gestión

y del plan estratégico de la organización:

a) Envejecimiento de los activos y sistemas.

b) Necesidad de la integración de los sistemas de activos.

c) Incremento de los requerimientos de calidad para la

infraestructura y activos.

d) Incremento de los requerimientos de seguridad y

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medioambientales.

e) Incremento de los riesgos.

f) Creciente turbulencia en los mercados.

g) La globalización y la creciente competencia.

h) Presión de los accionistas por una mayor rentabilidad y

rendimiento de los activos.

i) Políticas contables cada vez más rígidas.

j) Mayores exigencias de compromiso y responsabilidad por

las decisiones.

las cosas bien, pero que no agregan valor”, “La función de

proyectos no es generar un producto, sino optimizar la

productividad del capital”, “El producto de mantenimiento no

es un servicio, sino otorgar la capacidad requerida a los

activos”, “La función de operaciones es realizar valor a través

de los activos, optimizando la capacidad disponible”.

Como vemos tenemos que reenfocar nuestra visión y cambiar

nuestros paradigmas, desaprender lo aprendido y estar

abiertos a nuevos modelos de aprendizaje y de gestión.

Existen otras razones que causan pérdida de valor durante

el ciclo de vida de los activos:

a) La vida económica de los activos no está en equilibrio con

la vida técnica.

b) Los procesos no están sincronizados a la misma velocidad

de procesamiento.

c) Durante las transiciones del producto en proceso, se

pierde concentración y capacidad.

d) La demanda no está en equilibrio con la capacidad de los

activos.

e) Durante el arranque de nuevas instalaciones y activos, las

pérdidas de producción pueden ser enormes.

f) La baja disponibilidad, la baja velocidad y la baja calidad

(OEE) provoca pérdidas de producción.

g) Debido a la baja flexibilidad de la configuración, los activos

se utilizan de una manera ineficaz.

h) Los proyectos no están de acuerdo a los requerimientos,

ni a la estrategia integrada de la organización y se

entregan fuera de fecha.

De acuerdo al ISO 55000: “La gestión de activos permite a una

organización “realizar el valor de sus activos” en la

consecución de los objetivos de su organización. Lo que

constituye valor dependerá de estos objetivos, la naturaleza y

el propósito de la organización y las necesidades y

expectativas de sus grupos de interés. La gestión de activos

apoya la realización del valor y equilibrar los costos

financieros, ambientales y sociales, el riesgo, la calidad del

servicio y el rendimiento en relación con los activos”.

Algunos de los beneficios de la gestión de activos son:

a) Mejorar el desempeño financiero.

b) Mejores las decisiones de inversión.

c) Gestionar los riesgos.

d) Obtener servicios y productos mejorados.

e) Demostrar responsabilidad social.

f) Demostrar cumplimiento.

g) Mejorar la reputación.

h) Mejorar la sostenibilidad.

i) Mejorar la eficiencia y efectividad.

REENFOQUE Y NUEVO APRENDIZAJE

El planeamiento estratégico constituye una de las actividades

claves de la organización, pero las crisis demuestran que las

empresas no fallan en hacer las cosas bien, sino en descuidar

su visión estratégica, “No hay nada más frustrante que hacer

EL PODER DE LAS PERSONAS

Las personas tienen el poder de construir, crear valor,

sostener procesos y mejorarlos, pero también tienen el poder

de destruir valor, destruir procesos, conducirnos al abismo y

peor aún de aparentar que todo está bien. Las personas son

la clave del cambio, son las que operan los procesos y utilizan

la tecnología, por lo tanto el enfoque en las personas es vital.

Existen estudios que demuestran que en una organización el

70% de personas solo hace el 30% de trabajo y el 30% de

trabajadores hacen el 70% del trabajo restante, lo que

importa es reconocer que existe una minoría que sostienen

todo el trabajo y son los que realmente agregan valor a la

organización, otro grupo mayoritario solo cumple lo mínimo

de su función y son indiferentes al cambio, mientras que una

minoría destruye valor, causan conflictos y se oponen

activamente al cambio.

De acuerdo con Seth Godin, los empleados “eje” son

personas imprescindibles, con ideas originales y

provocadoras, son gente implicada y comprometida, el “eje”

es capaz de encontrar una nueva solución a un problema que

los demás han abandonado, su pasión y su arte consisten en

volver a imaginar la oportunidad donde otros ven un

problema. Un eje es un elemento simple y sin glamour, pasa

desapercibido, pero es imprescindible porque el eje une la

rueda con la estructura.

UNA NUEVA ESTRATEGIA PARA UN MUNDO NUEVO

¿Qué fue primero, el huevo o la gallina, es una pregunta

clásica sin respuesta, de igual manera, para implementar el

modelo, ¿primero desarrollamos la política y la cultura para

luego desarrollar los proyectos tecnológicos, o al revés,

considero que ninguna de las respuestas es la manera

correcta, el problema es que si la gente no ve resultados

tangibles en el corto plazo, entonces desanima su apoyo y

baja su compromiso, tampoco aceptará un cambio en sus

prácticas si no “ve” para que sirve, por otro lado comprar una

herramienta tecnológica costosa, sin manejar el cambio,

puede llevar al fracaso. ¿Cómo se come a un elefante, pues

por pedacitos, de la misma manera proponemos dividir el

modelo en pequeñas actividades y proyectos, pero todos

integrados a un gran objetivo, es como un gran rompecabezas

con muchas piezas, pero que unidas dará como resultado una

hermosa “imagen” del modelo. Construir el rompecabezas

completo es un gran desafío, no podemos resolver todos los

problemas al mismo tiempo, pero si podemos desarrollar una

estrategia para implantar los pilares fundamentales,

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establecer las reglas para que cada proyecto “encaje”

finalmente y luego construir sobre “el marco” el modelo

completo.

¿CÓMO IMPLEMENTAR LA GESTIÓN DE ACTIVOS... Y NO MORIR EN EL

INTENTO…

1. Conformar la “base, identificando empleados “eje” que

sean sensibles al problema y deseen implantar un cambio,

en palabras de Seth Godin, se trata de formar una “tribu”

o una comunidad, que es un grupo de personas

relacionadas entre sí que se articulan en torno a un líder o

a una idea, serán los que lleven “el mensaje”, que es un

proceso que algunos llaman “evangelizar” o ganar

adeptos para el nuevo proyecto. El 80% del esfuerzo en

implementar un modelo de gestión de activos está en las

personas y procesos y solo el 20% en tecnología. La

gestión del cambio para quebrar los silos funcionales será

una constante en el proceso.

2. Generar un sentido de urgencia, a nivel de la alta

dirección, con un enfoque financiero que demuestre

donde se encuentra la pérdida de valor, recopilando casos

concretos para luego plantear las posibles soluciones. El

objetivo es lograr el financiamiento y apoyo de la

organización al proyecto.

3. Conseguir el patrocinio de la más alta dirección,

convenciendo a la alta dirección de la necesidad de

implantar el modelo de gestión de activos, si tenemos

personas cercanas a su entorno que comprenden los

objetivos del proyecto, será más fácil.

4. Conformar el comité de gestión de activos, con

empleados “eje”, entendidos y comprometidos con el

proyecto, con representantes de todas las áreas claves de

la organización, como inicialmente se realizó un trabajo de

identificación y de aglutinamiento de personas, esta fase

5. no debe resultar muy compleja. Una vez conformado el

comité de gestión de activos, empieza el trabajo “serio” y

formal, cuyos acuerdos deben ser documentados y

comunicados.

6. Desarrollar el marco de trabajo, que esté alineado al ISO

55000, a otros estándares de referencia, a los sistemas

integrados de gestión y a la estrategia y políticas de la

organización. El marco de trabajo es como poner en la

mesa todos los elementos, las relaciones entre ellos, las

referencias y las bases sobre las que se desarrollará el

modelo. Un elemento clave, es el conjunto detallado de la

documentación que explique el enfoque global, la

filosofía, los fundamentos y proporcione información

relevante a los grupos de interés, estos documentos

fortalecen los vínculos y la línea de visión entre los

objetivos generales y las actividades.

7. Desarrollar el mapa de ruta, que es un mapa gráfico,

sencillo de explicar y de seguir, en nuestro caso, no será

un mapa constituido por puntos secuenciales a lograr,

sino todo lo contrario, será un gran rompecabezas que

debemos armar, cada organización debe determinar las

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piezas necesarias y para la secuencia de armado, no existen

reglas, las actividades pueden ser desarrolladas

iterativamente, en secuencia, en paralelo, en cascada, con

adelantos o retrasos, lo importante es que cada actividad,

sean procesos inter-dependientes, que puedan ser

implantadas en etapas diferentes, dependiendo del grados de

madurez, y que cumplan ciertas reglas, de tal manera que al

final puedan integrarse o “encajar” entre ellas y formar un

todo coherente.

8. Determinar la situación actual, si no sabes dónde estás ni

a dónde quieres llegar, es imposible trazar un plan

estratégico, las buenas prácticas no serán desechadas sino

más bien integradas al modelo, debemos realizar un

diagnóstico de nuestra situación actual a un alto nivel

estratégico que determine la madurez de las interrelaciones

y las brechas a cubrir, no es requerido por

ahora una auditoría detallada que llegue a determinar las

características tácticas u operativas, por ejemplo del

mantenimiento.

9. Desarrollar la política de gestión de activos, que sea

apropiada para la organización, que proporcione un

marco para el establecimiento de los objetivos, debe

incluir un compromiso para el cumplimiento de los

objetivos y para el mejoramiento continuo. La política

deberá:

a) Ser consistente con el plan estratégico y con las otras

políticas organizacionales.

b) Ser apropiada para la naturaleza y tamaño de la

organización.

c) Estar documentada, disponible y debe ser comunicada

a toda la organización.

d) Ser implementada, revisada y actualizada

periódicamente.

10. Desarrollar el plan estratégico de Gestión de Activos

(SAMP), que es un plan de alto nivel, que establece los

principios por los cuales se va a aplicar la gestión de

activos, documenta los vínculos y orienta el logro de los

objetivos organizacionales, incluye las estructuras, las

funciones y las responsabilidades para establecer el

sistema de gestión de activos y operarlo con eficacia, el

compromiso, la gestión del riesgo y la mejora continua,

establece los límites y la aplicabilidad del sistema de

gestión de activos para definir su alcance. El SAMP debe

incluir:

a) Las expectativas y necesidades de las partes

interesadas.

b) Las actividades que pueden extenderse más allá de la

planificación normal y que necesita revisiones

periódicas, por ejemplo grandes “overhauls”,

reemplazos o planes de expansión.

c) Documentar los procesos para establecer los criterios

de toma de decisiones.

11. Desarrollar el plan de gestión de activos, que es un

documento detallado, que define las actividades y los

recursos necesarios para alcanzar los objetivos de la

gestión de activos, este plan proporciona a la dirección las

expectativas y la acciones sobre los activos individuales o

de un portafolio de activos, debe contener una

justificación racional de las actividades para los planes

operativos y de mantenimiento, para las inversiones de

capital (reparaciones mayores “overhaul”, renovación,

reemplazo, sustitución y mejoras) y los planes financieros

y de recursos. Dependiendo del tamaño de la

organización, puede ser un solo plan o varios planes de

gestión de activos, por ejemplo uno para cada clase de

activos o para diferentes ubicaciones. El plan debe ser

desarrollado para horizontes temporales, por ejemplo,

planes anuales. Para la primera vez es probable que no se

cuente con información completa, de los datos ni de la

historia de los activos, pero aun así es importante

desarrollar el plan, usando solo la información existente,

esto ayudará a comprender las fortalezas y debilidades e

identificar prioridades para ser utilizadas en el siguiente

plan, esto también evitará realizar proyectos largos y

costosos de recopilación de datos antes de comprender

las necesidades y el alcance más eficiente para el plan de

gestión de activos. La organización debe comprometer los

recursos para el desarrollo del plan. El plan debe ser

revisado y mejorado periódicamente. El plan debe

considerar:

a) Quién es el responsable de desarrollar, implementar y

mejorar el plan y sus actividades.

b) Quiénes son los interesados que debe ser informados

del plan y los resultados.

c) El contexto operacional.

d) Los requisitos para las actividades.

e) El rendimiento de los activos y los resultados

esperados.

f) Los recursos y la financiación necesaria y ejecutada.

g) Las normas y estándares aplicables.

h) La clasificación de los activos y la gestión de los riesgos

individuales.

12. Gestionar el cambio, de los cambios internos y externos

que afectan a los activos, los cambios deben ser evaluados

y las acciones de mitigación se deben ejecutar antes de su

implementación, se debe evaluar las consecuencias

posibles ante los cambios planificados y los no

planificados. Los cambios pueden producirse en:

a) La estructura organizacional, los roles y

responsabilidades.

b) La política, los planes, objetivos, los procesos y

procedimientos.

c) Los nuevos activos, los sistemas de activos o la

tecnología (Ejm. obsolescencia).

d) Los factores externos (Ejm. nuevos requisitos legales y

reglamentarios).

e) Restricciones de la cadena de suministros.

f) Las demandas de productos y servicios, contratistas y

proveedores.

g) La demanda de recursos, incluyendo demandas de la

competencia.

La gestión del cambio, es un proceso permanente en el

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modelo, toma una alta relevancia en las etapas iniciales

de la implementación del modelo en donde aplicamos

estos cuatro pasos:

a) Promover la insatisfacción con el estado actual de las

cosas.

b) Crear un sentido de urgencia y reducir el sentido de

complacencia.

c) Crear una visión del futuro y desarrollar la idea que

justifique el cambio.

d) Desarrollar un conjunto de pasos a seguir para llegar a

donde quieres ir.

Adicionalmente en el plan se incluyen actividades

específicas de comunicación, trabajo en equipo, coaching,

etc., en los tres niveles de la organización:

a) A nivel estratégico (alta dirección)

b) A nivel táctico (supervisores)

c) A nivel operativo (técnicos)

13. Desarrollar los proyectos específicos:

1. Mejorar el registro, estructura, criticidad y vínculos de

información de los activos.

2. Mejorar la gestión de repuestos y componentes

vinculados a los activos.

3. Desarrollar indicadores globales e integrados.

4. Integrar y Centralizar la información

corporativamente.

5. Integrar y Mejorar el sistema de gestión de riesgos.

6. Mejorar el registro de datos de operación y condición

de los activos.

7. Incorporar la operatibilidad, mantenibilidad y

confiabilidad proyectos.

8. Mejorar los procesos de interface entre proyectos y

operaciones.

9. Analizar y Mejorar los puntos débiles en la

confiabilidad de los activos.

10. Estandarizar e Integrar las herramientas de análisis y

de gestión.

11. Analizar y Mejorar las estrategias de operación y de

mantenimiento.

12. Optimizar la gestión de proyectos integrada a la

operación, mantenimiento y logística.

13. Optimizar las decisiones de reemplazo de los activos.

14. Optimizar la gestión del costo del ciclo de vida de los

activos.

14. Evaluar y mejorar lo que avanzamos (Mejora continua),

las auditorías son necesarias y deben ser un proceso

sistemático, nos sirve para indicarnos el éxito y las

oportunidades de las mejoras, inclusive para cambiar de

rumbo o modificar la estrategia.

Fig. 4 Desarrollo estratégico de las actividades.

Fuente: Autor

CONCLUSIONES.

La Gestión de Activos para las empresas mineras no es una

opción, es una necesidad, es un requerimiento obligatorio

para mejorar la productividad del capital, de las operaciones y

del trabajo, condiciones básicas para sobrevivir en esta nueva

era. Con la introducción de la norma ISO 55000 se tiene una

oportunidad única para sacar el máximo provecho de la

inversión en activos, un enfoque integral para la gestión de

activos reducirá el costo de propiedad sobre el ciclo de vida,

aumentará la eficiencia y eficacia en la toma de decisiones de

inversión de capital, en la operación y mantenimiento y

reducirá el riesgo de interrupciones, en la seguridad y en el

medio ambiente.

Las mineras disfrutarán de un rendimiento operativo más

saludable y predecible, que generará más confianza en los

accionistas y partes interesadas.

Por otro lado, la estrategia para su implementación, rompe

los paradigmas y los esquemas tradicionales de desarrollo

lineal de los proyectos, se adecua a los nuevos tiempos, el

pensamiento estratégico es la clave para desarrollar un plan

que muestre resultados desde el inicio, otorgue confianza a la

alta dirección y tranquilice a los accionistas. Los beneficios

están declarados, es: “Hacer más con menos”.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

[1] EY’s Global Mining & Metals Center. “Business risks

facing mining and metals 2013–2014”. 2013 EYGM

Limited.

[2] KPMG International Cooperative. “ISO 55001 a new era

for asset management”. Publication date: April 2014.

[3] Deloitte Global Services Limited. “Mining spotlight on

Sliding productivity and spiraling costs Strategies for

reclaiming efficiency in the mining sector”. 2014

[4] The Boston Consulting Group (BCG). “Value Creation in

Mining 2013 The Productivity Imperative”. May, 2014.

[5] ISO 55000: 2014 “Overview Principles and Terminology”

[6] ISO 55001: 2014 “Management Systems Requirements”

ISO 55002: 2014 “Guidelines for the application”

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LA IMPORTANCIA DELOS TANQUES, SU CONTEXTO O

PERACIONAL Y LA SU ETAPA INICIAL DEL CICLO DE

VIDA EN LOS SISTEMAS DE AIRE COMPRIMIDO.

Por:

Marcelo A. Cassani

Especialista AIRMaster+.

Director técnico de Airmaster

Energía SA

marcelo@airmasterenergia.com.ar

Argentina

Hoy conversando con un cliente, luego de pasar por el banco para realizar unas

operaciones, me di cuenta que los tanques acumuladores de aire son como la

cuenta bancaria que tenemos en cuanto a la eficiencia del sistema.

Usted y yo tenemos un ingreso mensual determinado lo cual nos hace que

podamos vivir más o menos tranquilos, usando la cuenta del banco podemos

cubrir algún imprevisto. Pensemos que en el sistema nosotros somos los

compresores que aportamos dinero a la familia pero inesperadamente nuestra

esposa o alguno de los niños choca el auto (aparece una demanda no prevista)

entonces cuanto más abultada sea la cuenta en el banco podremos superar el

imprevisto de manera más fácil y rápida, con menos consecuencias secundarias

que en la planta será alguna maquina parada o alarma por baja presión,

producción defectuosa por falta de fuera en las maquinas, etc., en casa tendremos

que suspender alguna actividad o posponer la compra de la caña de pesca que

ansiábamos porque nuestra cuenta esta en rojo.

Teniendo suficiente almacenamiento (o capacidad en el tanque) del sistema el

compresor pondrá el aire comprimido en el tanque cuando pueda y/o sobre

capacidad de producción de aire frente a la demanda de la producción. Así la

producción tendrá menos oscilaciones en la presión y el compresor operara en

una de sus condiciones más eficientes: a plena carga.

Una alternativa cuando el almacenamiento es

escaso y existen varios compresores es

escalonar y comenzar a prender compresores a

medida que la presión disminuye.

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El almacenamiento apropiado del aire comprimido es una de

las partes más importantes de un sistema de aire comprimido

bien diseñado, pero frecuentemente una de las partes menos

contempladas y cuidadas. Llámelo como usted quiera,

tanques, tachos o pulmones ellos hacen siempre lo mismo:

almacenan el aire comprimido. Este almacenamiento puede

ayudarlo a mejorar la eficiencia haciendo que la presión sea

constante y no se reflejen en la línea las pulsaciones de la

presión de los compresores, ayudan a precipitar parte de la

humedad, estabiliza y balancea la presión y mejora el

rendimiento de los compresores operando en carga parcial

además de suplir el aire necesario para cubrir una demanda

eventual.

Cuando haga una reingeniería del sistema o compre un nuevo

tanque, hágalo generosamente ya que usted no cambiara el

tanque con el próximo compresor que agregue en su

instalación.

La regla general para compresores a tornillo lubricados que

operan en carga y descarga se orienta a usar

aproximadamente 0.4 a 0.7 m3 de almacenamiento por cada

m3/min de aire entregado por el compresor. Este

almacenamiento también será función del tipo de compresor,

sistema de control, y la cantidad de eventos transitorios que

ocurran.

En el caso de diseño de un sistema con múltiples

compresores, el equipo a considerar para diseño o selección

del tanque es el de punta a fin de evitar que funcione con

carga parcial. Es muy importante considerar también el

tiempo que demora en entrar en servicio y comenzar a

entregar aire comprimido el compresor que actuara como

compresor de punta a fin de evitar caídas de presión en la

línea.

Un tanque con aire y sin un diferencial de presión con la línea

no tendrá ningún efecto y no almacenara aire. El tanque debe

ser visto como un dique en un rio. Si existe un caudal que

ingresa igual al que sale no tendremos acumulación. Cuando

la salida es menor que el ingreso comenzaremos a acumular

para que cuando tengamos una demanda puntual mayor al

ingreso podamos cubrir dicho déficit con la diferencia

acumulada.

El volumen de aire usable en el tanque dependerá de la

diferencia de presión. Con la siguiente formula podemos ver

cómo interactúan los diferentes parámetros:

Siendo:

T: Tiempo en minutos

V: Volumen del tanque

P1: Presión inicial en bar

P2: Presión final en bar

C: Demanda de aire en m3/min

Pa: Presión Atmosférica

La presión atmosférica a nivel del mar es aproximadamente 1

bar (1000 hPa), pero considere usted que esta varia con la

altura. Por ejemplo al momento en que estoy escribiendo

esta nota la presión atmosférica en la Ciudad de Buenos Aires

es de 1009 hPa y en Mendoza 925 hPa.

Cuidado, no caiga en la tentación de creer que por elevar la

presión del sistema aumentara la capacidad de

almacenamiento ya que por cada bar adicional de presión

sobre los 6 bar, el consumo se incrementa entre 7 y 10%.

Además, recuerde que a mayor presión, mayores son las

fugas. Los controladores de presión y caudal, al igual que los

reguladores de presión lo ayudaran a maximizar las ventajas

del almacenamiento

En USA todos los tanques deben ser construidos acorde a las

normas ASME, llevan una estampilla, número de serie y

deben ser registrados. En Argentina los fabricantes,

generalmente construyen los tanques acorde a la norma

ASME dado que no existe una norma local que regule el

diseño de los tanques, aunque si normas provinciales que

exigen medición de espesores y pruebas hidráulicas

regulares.

Una alternativa cuando el almacenamiento es escaso y

existen varios compresores es escalonar y comenzar a

prender compresores a medida que la presión disminuye.

Pero en el caso que el evento sea puntual de muy corta

duración estaremos encendiendo un compresor y para el

momento en que la unidad está en régimen y operando el

evento, seguramente, habrá finalizado, la caída de presión en

la línea la tuvimos igual y encima encendimos un compresor

consumiendo más energía.

Recuerdo el caso de un productor de bebidas que tenía una

pérdida de presión en la línea en diferentes momentos del día

(puntuales), lo cual causaba problemas a la producción y

hacia que otro compresor debiera entrar en servicio. El

cliente me había pedido asesoramiento para saber que

compresor debía comprar ya que todos los vendedores de

equipo ofrecían unidades muy sobredimensionadas para el

caso.

Mientras trabajaba, durante la auditoria, la empresa decidió

agregar un ítem al contrato y hacer un estudio detallado de

las demandas de aire comprimido de todas las líneas y así

saber que era exactamente lo que estaba sucediendo. Ese

estudio revelo un evento que demandaba aproximadamente

4.25 m3/min y duraba algo menos de un minuto. El estudio

revelo además que sin esas demandas intermitentes, el

equipamiento existente de compresores era adecuado para la

demanda. La solución final fue instalar un tanque de

almacenamiento auxiliar para compensar esos picos de

demanda. La solución fue muy económica frente a la compra

de un nuevo compresor. Gracias a los ahorros de energía que

suponía un compresor de mayor potencia el repago de esta

inversión fue inferior a 12 meses.

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Los almacenamientos se pueden clasificar según su ubicación

en el sistema en:

Almacenamiento primario

Es el almacenamiento de aire comprimido en la sala de

máquinas o sus inmediaciones. Una constante que es fuente

de debate es la definición de donde colocar el tanque de

almacenamiento si antes o después del secador de aire

comprimido. Esto lo evaluaremos posteriormente.

Almacenamiento secundario

El almacenamiento secundario de aire comprimido puede

proveer una fuente de aire comprimido para operaciones

puntuales, reducir perdidas de presión o ayudar a balancear

el sistema. Como ejemplo podemos mencionar dos casos

típicos que generan problemas frecuentemente cuanto las

líneas no están bien diseñadas, las prensas y los filtros de

mangas.

Estas operaciones requieren caudales instantáneos elevados

en periodos cortos. Sin un almacenamiento auxiliar esto

genera caídas de presión y en el caso de una prensa puede

generar la liberación de un freno o embrague causando

accidentes.

Para evitar inconvenientes como estos normalmente se

aplican estrategias de almacenamiento secundario en las

inmediaciones del foco del problema. En la imagen siguiente

se muestra cómo resolver el conexionado de válvulas

reguladoras y el pulmón de almacenamiento que pueden

calcularse usando la formula antes mencionada.

la presión como el arranque y parada o carga y descarga de

los compresores. Esto permite que los ciclos de

funcionamiento de los compresores sean más largos y

generando así un ahorro de energía para la planta.

El almacenamiento primario puede ser usado con los

controladores de presión y caudal (muy frecuente en USA)

que aíslan la generación de la demanda permitiendo así que

la planta opere con una presión menor. En la antigüedad se

estimaba una capacidad de 1 galón por cfm de salida del

compresor (0.13 m3 por cada m3/min) hoy en día, como

comentáramos anteriormente, esta relación es entre 3 y 5

galón por cfm o bien 0.4 a 0.7 m3 por cada m3/min de aire

comprimido entregado por el compresor.

Por último, ¿antes o después del secador

Existen dos teorías acerca de si almacenar aire seco o

húmedo.

Veamos los dos casos:

Almacenamiento Aire Húmedo (antes del secador)

Al expandir el aire y enfriarse ayuda a la eliminación de

humedad ayudando al rendimiento del secador.

Al tener un pico de demanda y aumentar significativamente

el caudal que debe pasar por el secador y filtro la caída de

presión se no se incrementa linealmente sino en forma

cuadrática debido a la relación de Darcy-Weisbach muy

estudiada en mecánica de los fluidos.

Si la purga del tanque se obstruye por el óxido formado por la

gran cantidad de agua que se forma en este tanque puede

tener mucha humedad en el mismo. Esto disminuye su

capacidad y corre el riesgo de inundar la línea como le

sucedió a este cliente. Vea en la foto a continuación el nivel

que sobrepaso el agua dentro del tanque por tener una purga

obstruida.

De esta forma un caudal de alta demanda instantánea se

puede transformar en una baja demanda constante donde el

cálculo del tanque y las cañerías auxiliares serán función de

los caudales de aire requeridos y la diferencia de presiones de

trabajo

Recomendaciones en el uso de los tanques:

Ubicados cerca del compresor el almacenamiento primario

ayuda al control de los compresores load/unload a operar en

forma eficiente reduciendo las fluctuaciones o pulsaciones de

Almacenamiento de Aire seco (luego del secador)

Compensa mejor picos de demanda en forma instantánea y

evita las pulsaciones en la caída de presión en la línea.

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38


Al compensar un pico de demanda no tengo caídas de presión

como sucede en un tanque húmedo.

Requiere menor mantenimiento y cuidado que un tanque de

aire húmedo.

¿Entonces

Lo ideal es la teoría americana de usar 25-75, es decir del

100% de la cantidad calculada como ideal para

almacenamiento de nuestra instalación que un 25% sea de

aire húmedo y un 75% de aire seco. En caso de no disponer

del dinero o lugar para los tanques el tanque con el que

debemos quedarnos es el tanque de almacenamiento de aire

seco.

Si usted lector es uno de esos clientes que escucho

frecuentemente que me dicen que construyen la red 1/2 o 1”

más grande que el cálculo para así almacenar aire ese, sepa

que no es una gran idea ya que el volumen que lograra nunca

llegara a equiparar el de un tanque.

Haga lo que haga ponga un tanque y siempre es preferible

sobredimensionado antes que subdimensionado. Colocar un

tanque le ayudara a mantener una presión constante y sin

pulsaciones y prevenir la carga y descarga frecuentes en los

compresores. Recuerde que los tanques deben llevar válvulas

de seguridad y liberación de presión (verifique la legislación

vigente en su localidad) lo ideal es que estas estén reguladas

entre un 10 y un 15 % por encima de la presión de trabajo de

la instalación. Se recomienda la colocación también de un

manómetro para poder saber la presión de aire disponible en

el interior del tanque. Por último no olvide colocar una purga

de consensado automática confiable en su tanque para poder

eliminar toda el agua que se juntara durante la operación.

Hasta la próxima.

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ESTUDIO Y APLICACIÓN DE LA MANTENIBILIDAD EN UNA

PLANTA PRODUCTORA DE SUBSTANCIAS

ACELERADORAS DE COMBUSTIÓN

La Mantenibilidad de la industria es de gran importancia para llegar a obtener

resultados eficientes en el desarrollo de la actividad productiva. La Mantenibilidad

no es más que la propiedad de un sistema que representa la cantidad de esfuerzo

requerido para conservar su funcionamiento normal o para restituirlo cuando ha

ocurrido una avería o evento de fallo.

Por:

El presente trabajo responde al interés de efectuar un estudio comparativo entre

los parámetros comprendidos en el concepto de mantenibilidad de la estructura

existente antes de la ejecución de los trabajos de remodelación de una planta de

producción de elementos aceleradores de la combustión de una elevada

nocividad, así como después de la ejecución de los mismos, con el propósito de

incrementar su mantenibilidad y por tanto su disponibilidad.

Dr. Francisco Martínez

Instituto Superior Politécnico José

A. Echeverría (CUJAE), Facultad

de Ingeniería Mecánica, Centro de

Estudios de Ingeniería de

Mantenimiento (CEIM)

fmartinez@ceim.cujae.edu.cu

MSc. Michael Pérez

Instituto Superior Politécnico José

A. Echeverría (CUJAE), Facultad

de Ingeniería Mecánica, Centro de

Estudios de Ingeniería de

Mantenimiento (CEIM)

mperez@ceim.cujae.edu.cu

Ing. Candelario Romero

CUPET, Empresa Cubalub, Planta

Habana

gladys@cubalub.cupet.cu

Cuba

Para el desarrollo del trabajo se tomaron como referencia los controles

precedentes existentes y se efectuó un análisis basado en la experiencia de

mecánicos, paileros y el propio Jefe del área, estableciéndose un criterio más

amplio de la situación en la planta. Basado en los resultados obtenidos, se efectuó

una valoración técnico económico. El análisis efectuado reportó un incremento en

la mantenibilidad, una mayor disponibilidad de la planta y un significativo ahorro

en los costos de la reparación en el proceso de mantenimiento.

El tema de la Mantenibilidad, está íntimamente

relacionado con la disponibilidad, la

confiabilidad y la capacidad, ya que ambas

dependan unas de otras [1]. Al lograrse una

Mantenibilidad alta, se logra que el activo sea

más confiable, que el mismo se encuentre

disponible para producir mayor tiempo y su

capacidad se mantenga dentro de los

parámetros de diseño para los que fue

concebido.

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40


1- INTRODUCCIÓN

El concepto de Mantenibilidad está asociado a otros

conceptos básicos muy conocidos como la confiabilidad, o

sea, la garantía de que el equipo o producto responda con

plenitud a la función para la que fue concebida. A mayor

disponibilidad es un máximo de tiempo que estará trabajando

el equipo sin paros de mantenimiento o fallas. [1]

La mantenibilidad [1], es la característica inherente de un

elemento (equipo) asociado a su capacidad de ser recuperado

para el servicio cuando se realiza la tarea de mantenimiento

necesario según se especifique.

En la bibliografía analizada, el tema de la Mantenibilidad, está

íntimamente relacionado con la disponibilidad, la

confiabilidad y la capacidad, ya que ambas dependan unas de

otras [1]. Al lograrse una Mantenibilidad alta, se logra que el

activo sea más confiable, que el mismo se encuentre

disponible para producir mayor tiempo y su capacidad se

mantenga dentro de los parámetros de diseño para los que

fue concebido. [1]

Este tipo de estudio es necesario para revelar las causas de

las demoras en el cumplimiento de los plazos de

mantenimiento, las dificultades de diseño [2] de la planta, así

como el esfuerzo físico de los mantenedores para acometer

los trabajos a ellos encomendados.

El estudio de la Mantenibilidad de una planta, permite tomar

acciones sobre todos los aspectos del desarrollo del trabajo

en la misma, desde el punto de vista de diseño y de

protección del medio ambiente. Hacer más cómodas las

labores de mantenimiento, humanizando el trabajo del

personal que trabaja en la reparación de líneas, el ahorro de

tiempo de estudio y logrando el aumento de la disponibilidad

que se traduce como ganancia en el aumento de productos

obtenidos. [1]

De forma general se emplea una metodología de evaluación

cuantificable de las medidas de las características basándose

en datos empíricos disponibles. No obstante, de forma más

práctica, este proceso a nivel de área de mantenimiento

puede ser analizado de forma rápida analizando el tiempo de

reparación (Tr), el tiempo para reparar real (Tpr) y

relacionándolo según la ecuación:

M(t)=Tpr-Tr/Tpr (1)

Donde: M(t)= Mantenibilidad

Esta ecuación aporta los datos suficientes en tiempo real de

las características y comportamiento de los mantenimientos

ejecutados y los factores que deben ser analizados para

propiciar su mejoramiento.

2- MATERIALES Y MÉTODOS

2.1 Características de la planta y del producto.

La planta objetivo del trabajo, está constituida por varias

áreas tecnológicas: Cargadero, Área de bombeo, Área de

productos activos (trasiego), Área de mezcla, Almacén de

materiales activos y Tanques de almacenaje.

Además de estas áreas donde se ejecutan de forma

sincronizada las labores necesarias para obtener el producto,

es preciso contar además con el aseguramiento de líneas y

válvulas que permitan la secuencia adecuada del proceso de

fabricación. Esta producción es altamente tóxica, por lo que

se hacen necesarias, además, instalaciones de seguridad,

como la torre de lavado de gases que recibe los gases

directamente de la zona de productos activos, así como

máscaras, guantes, duchas, entre otras.

El proceso de producción está dividido en dos etapas. Como

se puede apreciar en la Fig. 1, una parte de la materia prima

es recibida a través del cargadero. Por este se reciben el

Diesel y el SAE 30 que son productos más nobles. Por otras

vías (transportación en bidones) se reciben los productos

activos que se almacenan en lugares separados; uno para la

Trietilamina (altamente explosiva e inflamable) y en el otro el

Flexistane (produce quemaduras cutáneas).

Fig. 1 Esquema del proceso de producción en la planta.

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CÁLCULO DE LOS PARÁMETROS DE LA DISTRIBUCIÓN

DE WEIBULL

Este artículo presenta, paso a paso, el método de los Mínimos Cuadrados para

calcular los parámetros de forma y escala de la distribución de Weibull. Para el

cálculo del parámetro de localización se emplea el complemento Solver de Excel.

También se presentan dos ecuaciones para calcular el estimador Rango de

mediana (ecuaciones 5 y 6), siendo esta última una forma aproximada y la que

generalmente se usa en la literatura técnica. Ya que la ecuación (5) es más exacta,

ésta es la que se emplea; para ello, y debido a su complejidad, se presenta el

código fuente — en el lenguaje VBA (Visual Basic para Aplicaciones) — para crear

una función definida por el usuario en Excel. Igualmente se usan las funciones

PENDIENTE e INTERSECCIÓN.EJE, de Excel, para calcular la pendiente y el

intercepto de la línea de regresión.

Por:

Luis Hernando Palacio

Ingeniero Mecánico.

Diplomado en Finanzas y

Proyectos

Certificado en programación VBA

para Excel

Profesional de Planeación y

Programación de mantenimiento en

Cementos Argos, Planta Nare

luherpa67@hotmail.com

Colombia

¿Cómo se calculan los parámetros y ¿por qué

se omite el cálculo del tercer parámetro El

tercer parámetro es el parámetro de

localización, es decir, el parámetro que localiza

la abscisa a partir del cual se inicia la

distribución.

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INTRODUCCIÓN

La distribución de Weibull es una distribución continua y

triparamétrica, es decir, está completamente definida por

tres parámetros y es la más empleada en el campo de la

confiabilidad.

A pesar de la popularidad de esta distribución, en la revisión

bibliográfica efectuada, la mayoría de los artículos y literatura

técnica consultados se remiten a una distribución

biparamétrica y, más aún, los ejemplos allí desarrollados

presentan como datos conocidos los dos parámetros,

generándose, así, las siguientes preguntas: ¿Cómo se calculan

los parámetros y ¿por qué se omite el cálculo del tercer

parámetro El tercer parámetro es el parámetro de

localización, es decir, el parámetro que localiza la abscisa a

partir del cual se inicia la distribución.

El objetivo de este trabajo es responder a las dos preguntas

anteriores, presentando una de las cinco metodologías —

analíticas — existentes para el cálculo de los parámetros y

algunos criterios para determinar si es necesario tener en

cuenta el tercer parámetro.

El método que se presenta es el método de los Mínimos

Cuadrados, por tres razones: la primera, es un método simple

y expedito de aplicar; la segunda, la gráfica de los datos sirven

como una prueba de bondad de ajuste de la distribución y, la

tercera, da un indicio sobre si se debe calcular o no el

parámetro de localización.

Para una metodología gráfica, la cual hace uso del papel

especial llamado papel de probabilidad de Weibull, véanse las

referencias [5], [6]

EXPRESIÓN MATEMÁTICA DE LA DISTRIBUCIÓN

La función de densidad de la distribución de Weibull para la

variable aleatoria t está dada por la siguiente expresión:



1

t t

f t


exp



, t





(1)

El parámetro delta indica, en el tiempo, el momento a partir

del cual se genera la distribución.

Una distribución biparamétrica está completamente definida

por los parámetros de forma y de escala.

La función confiabilidad R (t) de Weibull se determina por la

siguiente expresión:

El parámetro beta, como su nombre indica, determina la

forma — o perfil— de la distribución, la cual es función del

valor de éste.

El parámetro theta indica la escala de la distribución, es decir,

muestra que tan aguda o plana es la función. También se

conoce como vida característica.

El parámetro delta indica, en el tiempo, el momento a partir

del cual se genera la distribución.

Una distribución biparamétrica está completamente definida

por los parámetros de forma y de escala.

La función confiabilidad R (t) de Weibull se determina por la

siguiente expresión:

R

t





s



t







f ( t ) dt e (2)

La función distribución acumulativa F (t) es el complemento

de la función confiabilidad y se define de la siguiente manera:

t


t


F 1 R 1 e



t







De la expresión anterior, se concluye que la función

distribución acumulativa se puede interpretar como la

probabilidad de falla.

La relación entre la función confiabilidad y la función

probabilidad de falla se muestra en la figura 1.

Donde:

t: Variable aleatoria que, para el caso de la confiabilidad,

representa el tiempo entre fallas.

β: Parámetro de forma (0


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ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO PARA TURBINAS A

GAS EMPLEADAS EN LA INDUSTRIA PETROLERA PARA

LA GENERACIÓN ELÉCTRICA.

Por:

Este trabajo propone generar estrategias de mantenimiento, que correspondan

a las condiciones actuales de operación de las turbinas a gas empleadas para la

generación eléctrica de instalaciones petroleras, mediante la aplicación de manera

sistematizada de las metodologías Análisis de Modo y Efecto de Fallas (AMEF) y el

Análisis de la Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad (CDM). Las estrategias

se basan en primer lugar, en el estudio de los modos y efectos de las fallas

presentadas en los sistemas y subsistemas de las turbinas a gas, además de la

estimación probabilística de los tiempos de falla y reparación para el cálculo de los

indicadores del mantenimiento. Esto con el propósito de conocer con certeza,

cómo afecta a la disponibilidad de la planta de generación eléctrica, las paradas

programadas y forzadas de una turbina a gas tanto de manera individual, como un

sistema configurado en paralelo. Con el fin de establecer de forma clara y precisa

las actividades de mantenimiento a aplicar a cada turbina, optimizando de esta

manera su frecuencia de aplicación, haciendo especial énfasis en el riesgo

asociado a la indisponibilidad de las turbinas a gas y su impacto a la producción y

operaciones diarias de la industria petrolera.

Osberto J. Díaz B.

Ingeniero de

Mantenimiento Mecánico.

Magister Scientiarum en Gerencia

de Mantenimiento

Ingeniero de Confiabilidad E&M

Solutions C.A.

osbertodiaz@gmail.com

Venezuela

Para estimar confiabilidad con estadística

paramétrica, es necesario caracterizar

probabilísticamente la variable tiempo para

fallar, es decir; encontrar la distribución

paramétrica que mejor se ajusta a los datos

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1. INTRODUCCIÓN

La necesidad de definir estrategias de mantenimiento, parte

del hecho de optimizar los recursos técnicos y económicos

asociados a la función mantenimiento de un activo industrial,

con el fin de minimizar el impacto de las paradas no

programadas. Para esto, es necesario considerar las

condiciones actuales de operación, y las fallas asociadas al

mismo.

En este sentido, y con el objetivo de establecer de forma clara

y precisa las estrategias de mantenimiento para las Turbinas a

Gas empleadas en la industriapetrolera para la generación

eléctrica, se emplea en sinergia dos metodologías de la

Ingeniería de Confiabilidad como son el Análisis de Modo y

Efecto de Fallas (AMEF) y el Análisis de la Confiabilidad,

Disponibilidad y Mantenibilidad (CDM), con el propósito de

optimizar la frecuencia de aplicación de mantenimiento,

haciendo énfasis en el riesgo asociado por los indicadores de

confiabilidad y disponibilidad de las turbinas a gas y el

impacto de las fallas funcionales en la producción y

operaciones diarias de la industria petrolera.

2. METODOLOGÍA DE TRABAJO

Las estrategias de mantenimiento, se definen en primer lugar,

considerando el contexto operacional de las turbinas, con el

objetivo de conocer los datos técnicos y condiciones

operacionales de las mismas. Posteriormente se estudian las

fallas en los ítems mantenibles de los sistemas y subsistemas

de las turbinas, a través de la metodología del Análisis de

Modo y Efecto de fallas, definiendo las tareas de

mantenimiento preventivas y basadas en la condición a

ejecutar para garantizar la confiabilidad en las operaciones.

Asimismo, se caracterizan probabilísticamente los tiempos

promedios entre falla (TPEF) y tiempos promedios para

reparar (TPPR) de las turbinas a través de la estadística

paramétrica, obteniendo los indicadores de confiabilidad,

mantenibilidad y disponibilidad con los registros de fallas y

mantenimiento de turbinas a gas utilizadas para la generación

eléctrica en la industria petrolera.

Es importante mencionar, que para algunos modos de fallas

se hizo necesario la consulta de expertos en el área o base de

datos genéricas de tiempos de fallas y reparación.

Seguidamente se estima la criticidad de las turbinas

estudiadas como un Diagrama de Bloques de Confiabilidad,

considerando la indisponibilidad que aportan de manera

individual al sistema de generación de energía eléctrica. Esto

con el propósito de centrar las acciones de mantenimiento

necesarias para garantizar la confiabilidad operacional en los

procesos de exploración y producción petrolera.

En resumen, el plan de trabajo para el desarrollo de las

Estrategias de Mantenimiento se resume en las siguientes

etapas:

Etapa I. Diagnóstico del contexto operacional

Etapa II. Estudio de Fallas en los sistemas y subsistemas de las

turbinas a gas empleadas para la generación eléctrica.

Etapa III. Caracterización de tiempos de falla y tiempos de

reparación de las turbinas.

Etapa IV. Estimación de la criticidad de las turbinas a gas

utilizadas en la industria petrolera para la generación

eléctrica.

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EL ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD OPERACIONAL. UN

CASO DE ESTUDIO

El presente trabajo fue desarrollado en un centro biotecnológico de la ciudad. Se

declara el poco uso del mantenimiento centrado en la confiabilidad, se evalúan los

indicadores pertenecientes a cada elemento integrante de la Confiabilidad

Operacional en el binomio operación-mantenimiento de la línea de llenado, con la

utilización de los modelos exponencial, paramétrico y ajuste de la distribución;

todo ello como contribución al mejoramiento del proceso de toma de decisiones,

de modo que se cumple el objetivo trazado. Entre los resultados más relevantes

con relación al análisis del sistema, se considera la constatación de la menor

confiabilidad en la máquina lavadora de bulbos. La importancia y pertinencia del

tema radica en el papel preponderante que tiene la gestión de mantenimiento

para el incremento de la disponibilidad y la calidad.

Por:

MSc. Armando Díaz 1

Ing. Julio Abril Romero

Dr. Jesús Cabrera

MSc. Mariana Lobaina

1

Facultad de Ingeniería Mecánica,

Centro de Estudios en Ingeniería

de Mantenimiento, CUJAE

adiaz@ceim.cujae.edu.cu

Cuba

La mantenibilidad: la probabilidad de que una

planta o equipo sea restablecida a una

condición especificada dentro de un periodo de

tiempo dado.

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1. INTRODUCCIÓN

Con el decursar histórico el mantenimiento ha ido

evolucionando hasta convertirse en lo que es hoy, una

actividad imprescindible dentro de cualquier contexto

operacional. El mantenimiento es: " Acción de preservar,

corregir o conservar las funciones y condiciones de

disponibilidad, seguridad y eficiencia de los activos fijos

tangibles (AFT) durante su ciclo de vida”. [1]

En la organización pueden ser aplicables variadas técnicas de

mantenimiento, en las que son utilizadas diferentes

estrategias, donde la confiabilidad operacional debe jugar un

papel determinante.

En sentido general el concepto de Confiabilidad encaminado

a la Operación en la Industria, abarca todos los componentes

que influyen en la operación de los equipos y/o sistemas sin

que se afecte la calidad esperada del producto. Otra forma en

la que se puede definir la confiabilidad, es como la

probabilidad de que un equipo y/o sistema puede

desempeñar su función prevista sin incidentes por un período

de tiempo especificado y bajo condiciones de uso definidas.

En la figura No 1. se expone la información gráfica del

concepto de Confiabilidad Operacional:

Figura 1. Diagrama de Confiablidad operacional y sus

elementos integrantes

Se puede deducir que sobre la Confiabilidad Operacional

inciden [2]

La confiabilidad del equipamiento: es la probabilidad de que

un equipo cumpla con la función establecida en un periodo

de tiempo, integra las estrategias empleadas, la efectividad

del mantenimiento y el incremento del tiempo medio entre

fallos de los activos. [3]

La confiabilidad de los procesos: es la probabilidad de que un

proceso o sistema cumpla con la operación establecida,

incluye la operación confiable dentro de los parámetros de

diseño, así como la correcta interpretación de los procesos y

los procedimientos. [3]

La confiabilidad humana: la probabilidad de desempeño

eficiente y eficaz de las personas, en todos los procesos, sin

cometer errores derivados del actuar y el conocimiento

humano, durante su competencia laboral, dentro de un

entorno organizacional específico”, comprende el grado de

compromiso y sentido de pertenencia, así como el nivel de

conocimientos y habilidades requeridos. [3]

La mantenibilidad: la probabilidad de que una planta o equipo

sea restablecida a una condición especificada dentro de un

periodo de tiempo dado, usando recursos determinados,

garantiza la continuidad de la confiabilidad inherente y la

disminución del tiempo medio para reparar los activos. [3]

Forma de gestionar el mantenimiento en algunas de las

industrias biotecnológicas. [4.5.6]

Para la gestión del mantenimiento en la industria

biotecnológica se tienen en cuenta un grupo de parámetros

que son relacionados a continuación:






Prioridad del equipo.

Horas de trabajo diario.

Período de amortización.

Sugerencias de los fabricantes.

Experiencias de los especialistas.

Además de estos parámetros, en la actualidad, se está

implementando el análisis de la Efectividad Total del

Equipamiento (O.E.E.), esta se basa en esencia en los análisis

de indicadores referidos a la confiabilidad de activos

fundamentalmente, por lo que es criterios de varios

especialistas que estos análisis aunque son de buen uso para

la empresa, están segados o no son suficientes para

determinar la confiabilidad de los sistemas.

En todos los sistemas existe un software que es el encargado

de almacenar las intervenciones que son realizadas a cada

uno de los activos ya sea de forma proactiva o de forma

reactiva. Los mismos tienen limitaciones para la obtención de

las diferentes variables necesarias para la aplicación de

modelos, fundamentalmente para los de confiabilidad

humana.

De forma general la gestión del mantenimiento solo va

encaminada a la aplicación de modelos propios de la

confiabilidad de activos, no relacionando los diferentes

elementos de la confiabilidad operacional.

A raíz de lo antes expuesto se proponen como objetivos

realizar análisis de confiabilidad operacional integrando sus

diferentes elementos que sirvan para la toma de decisiones y

realizar la implementación en el Instituto “Carlos J. Finlay” en

el 2012, en el sistema de llenado, como caso de estudio.

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Latinoamérica, que reflexionen y generen nuevo conocimiento en la disciplina, se permite comunicar que su proceso de

convocatoria de artículos para su número ordinario bimensual se encuentra abierto.

La revista se constituye en un importante medio para la socialización y visibilidad de aportes que nuestras comunidades de

mantenedores vienen desarrollando, en especial, aquellos relacionados con la administración del mantenimiento y la

aplicación de labores tendientes a mejorar la confiabilidad de los activos físicos. Así mismo, son bienvenidos aquellos textos

de orden interdisciplinario que aborden problemas de la realidad industrial Latinoamericana.

Plazo de entrega: La convocatoria y recepción de artículos es permanente aquellos que se enen antes del 15 de los

meses de Febrero, Abril, Junio, Agosto, Octubre, Diciembre de cada año, serán considerados para el numero

siguiente. Sin embargo pueden ser considerados en el Volumen 7, Número 2 de la revista, aquellos

que lleguen hasta el 15 de Febrero de 2014.

Política editorial: Quince días después de la fecha de recepción de las colaboraciones el Comité editorial notificará a sus

autores si cumplen los requerimientos de calidad editorial y pertinencia temática por lo cual serán publicados.

Pautas editoriales:

1. Presentación del texto: enviar archivo electrónico en formato Word 2007, letra Arial, tamaño 10, a espacio sencillo,

hoja tamaño carta con una extensión máxima de 15 hojas.

2. Contenido del texto: una portada que contenga: título del artículo y nombre del autor (o autores, sin son varios),

títulos académicos o cargos que indiquen su autoridad en la materia.

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o Fotografía del autor en formato JPG.

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autor citando su fuente y en lo posible adjuntar su permiso de utilización y deben ser en formato JPG.

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escritor asume la responsabilidad frente a sus puntos de vista y opiniones.

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interactúen con ellos.

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